HCPL-7723-500E
Descrizione
Parametri tecnici
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd: il tuo fornitore di isolatori digitali professionali
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd è stata fondata nel 2010, l'azienda aderisce sempre al concetto di talento è la ricchezza dell'azienda, negli anni di mercato affinato, ha formato un gruppo di personale intraprendente e innovativo, espandendo al contempo la propria quota di mercato in patria e in altri paesi. All'estero, l'azienda continua a ottimizzare i processi aziendali interni, a migliorare le vendite internazionali e le attività di approvvigionamento, ad aderire solo ai prodotti originali, ad approfondire il livello di servizio al cliente e a formare gradualmente i propri vantaggi nel settore.
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Cos'è un accoppiatore ottico
Un optoaccoppiatore, detto anche optoisolatore o fotoaccoppiatore, è un dispositivo elettronico costituito da un emettitore LED combinato con un fotorilevatore, separati tra loro in prossimità.
Vantaggi dell'accoppiatore ottico
Se stai progettando un dispositivo elettronico che sarà suscettibile a picchi di tensione, fulmini, picchi di alimentazione, ecc. Allora avrai bisogno di un modo per proteggere i dispositivi a bassa tensione. Se utilizzato correttamente, un fotoaccoppiatore può efficacemente:
● Rimuovere il rumore elettrico dai segnali
● Isolare i dispositivi a bassa tensione dai circuiti ad alta tensione
● Consentono di utilizzare piccoli segnali digitali per controllare tensioni CA più grandi
A cosa serve un fotoaccoppiatore? Quali sono i loro vantaggi?
Gli optoaccoppiatori riescono a inviare segnali tra circuiti con masse separate, fornendo una barriera galvanica isolata tra di loro. Pertanto, un fotoaccoppiatore è una soluzione per circuiti che devono essere isolati gli uni dagli altri per motivi di sicurezza o regolarità e devono interagire tra loro.
In breve, l'isolamento galvanico del fotoaccoppiatore offre questi vantaggi:
- Prevenire i ritorni di terra nelle apparecchiature che pilotano un carico remoto. La maggior parte degli alimentatori di commutazione a corrente alternata (ad esempio quelli utilizzati nei computer, nelle telecomunicazioni e nella strumentazione) utilizzano optoaccoppiatori per il percorso di feedback isolato.
- Sopprime gli effetti del rumore elettrico. Ad esempio, è difficile sfruttare appieno i vantaggi di un ADC a 16-bit perché i segnali di uscita digitali (e il rumore sulla terra digitale a cui si collega l'uscita del convertitore) ritornano nel front-end analogico. Puoi districarti dal rumore con l'isolamento ottico della metà digitale.
- Per ottenere un segnale fino a un circuito fluttuante ad alta tensione. I progettisti di alimentatori ad alta tensione a volte utilizzano fotoaccoppiatori per inviare un segnale a un circuito fluttuante ad alta tensione.
Quali aspetti dovresti conoscere per selezionare un fotoaccoppiatore?
In ogni caso tutti i fotoaccoppiatori hanno i seguenti parametri massimi:
Schema dell'accoppiatore ottico
● La corrente diretta (IF)) del diodo emettitore e la tensione inversa (VR) non devono essere superate.
● Fotoaccoppiatore con uscita fototransistor, corrente di collettore (IC) e tensione collettore-emettitore (VCE).
Inoltre, deve essere considerato il comportamento di questi parametri a diverse temperature operative. Di solito, le schede tecniche del produttore forniscono curve di declassamento che ne visualizzano gli effetti.
Infine, forse il parametro più importante in un fotoaccoppiatore è il CTR (rapporto di trasferimento di corrente) che rappresenta, espresso in percentuale, il rapporto tra la corrente di uscita (IC) e la corrente di ingresso (IF) di un fotoaccoppiatore.
Perché i livelli di terra sui lati di ingresso e uscita di un optoaccoppiatore non sono collegati
I circuiti sul lato in cui si trovano gli ingressi/uscite (I/O) del fotoaccoppiatore devono essere protetti da possibili rischi su entrambi i lati. Sebbene il termine tensione "a livello del suolo" sembri sempre pari a 0 V, non è necessariamente così. Il livello di terra di una sorgente a 5 V e di una sorgente a 220 V CA può essere molto diverso; le tensioni di terra osservate dalla sorgente a 5 V non devono necessariamente essere uguali a quelle a 220 V CA. In questi casi, collegare i piani di massa da fonti diverse può essere pericoloso. Anche se la tensione di 220 V CA viene ridotta e portata a 5 V CC, non è comunque consigliabile collegare tra loro il livello di terra da entrambi i lati. Ciò potrebbe causare disturbi elettrici, motivo per cui i livelli di terra di entrambi i lati i/o di un fotoaccoppiatore vengono sempre mantenuti elettricamente disconnessi.
Come funzionano gli accoppiatori ottici
Innanzitutto viene applicata una corrente al fotoaccoppiatore, che fa sì che il LED a infrarossi emetta una luce proporzionale alla corrente. Quando la luce colpisce il dispositivo fotosensibile, questo si accende e inizia a condurre corrente come farebbe un normale transistor.
Il dispositivo fotosensibile viene generalmente lasciato non collegato per impostazione predefinita per fornire la massima sensibilità alla luce infrarossa. Può anche essere collegato a terra con un resistore esterno per un maggiore grado di controllo sulla sensibilità di commutazione.
Questo dispositivo funziona fondamentalmente come un interruttore, collegando due circuiti isolati sul PCB. Quando la corrente smette di fluire attraverso il LED, anche il dispositivo fotosensibile smette di condurre e si spegne. Tutta questa commutazione avviene attraverso un vuoto di vetro, plastica o aria senza parti elettriche tra il LED o il dispositivo fotosensibile. È tutta una questione di luce.
Corrispondenza di impedenza: risoluzione dei problemi con gli accoppiatori ottici
In molti circuiti di comunicazione è essenziale stabilire impedenze corrispondenti tra diversi componenti. Una mancata corrispondenza può comportare un output inappropriato. Tuttavia, i fotoaccoppiatori possono essere utilizzati per la trasmissione del segnale senza richiedere l'adattamento dell'impedenza su entrambi i lati, motivo per cui i fotoaccoppiatori sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature di telecomunicazione ad alta velocità. In un mondo ideale, l'energia del segnale in uscita da un pin viaggerebbe attraverso le tracce del PCB e verrebbe completamente assorbita dal carico. Tuttavia, se l'energia non viene completamente assorbita dal carico (ricevitore), l'energia residua può essere riflessa attraverso la traccia PCB, raggiungendo la fonte originale di energia sul pin di uscita (driver). Accoppiatori ottici basati su fotodiodi.
Applicazioni tipiche dell'accoppiatore ottico
Gli optoaccoppiatori possono essere utilizzati da soli come dispositivi di commutazione o con altri dispositivi elettronici per fornire isolamento tra circuiti a bassa e alta tensione. In genere troverai questi dispositivi utilizzati per:
● Commutazione ingresso/uscita del microprocessore
● Controllo dell'alimentazione CC e CA
● Protezione delle apparecchiature di comunicazione
Regolazione dell'alimentazione
All'interno di queste applicazioni incontrerai varie configurazioni. Alcuni esempi includono.
Interruttore CC a transistor ottico
Questa configurazione rileverà i segnali CC e consentirà di controllare le apparecchiature alimentate in CA.
Accoppiatore ottico triac
Questa configurazione consentirà di controllare carichi alimentati in CA come motori e lampade. Può anche condurre entrambe le metà di un ciclo CA con rilevamento del passaggio per lo zero. Ciò consente a un carico di ricevere la piena potenza senza picchi significativi di corrente quando si commutano carichi induttivi.
Quando si seleziona l'accoppiatore ottico per un'applicazione specifica, è necessario controllare anche le specifiche dell'accoppiatore ottico. Ecco l'elenco di alcune delle specifiche importanti dell'accoppiatore ottico.
1. Corrente diretta e tensione diretta
Nella scheda tecnica è specificata la valutazione massima assoluta per vari parametri. Uno di questi parametri è la corrente diretta del LED. La corrente attraverso il LED dovrebbe essere inferiore al limite massimo specificato.
In base alla tensione di ingresso e alla tipica caduta di tensione diretta attraverso il LED, è possibile decidere il resistore in serie per il LED per la corrente specifica. Ma la corrente non deve superare il valore massimo specificato nella scheda tecnica.
2. Rapporto di trasferimento corrente (CTR)
Il rapporto di trasferimento di corrente è il rapporto tra la corrente di uscita del collettore (nel caso del fototransistor) e la corrente diretta di ingresso del LED nel fotoaccoppiatore.
Il CTR cambia con i dispositivi fotosensibili. I diversi dispositivi fotosensibili (come fototransistor, foto SCR, foto coppia Darlington) hanno correnti di uscita diverse e quindi rapporti di trasferimento di corrente diversi. Ma per il dispositivo fotosensibile in questione, è la funzione della temperatura, della corrente diretta del LED e della tensione di polarizzazione dell'uscita.
3. Caratteristiche di commutazione
Quando si utilizza un fotoaccoppiatore per l'applicazione di commutazione, questa caratteristica è molto importante. Sotto questa caratteristica, nella scheda tecnica sono specificati i tempi di salita e di discesa tipici del fotoaccoppiatore. Il tempo di salita e il tempo di discesa determinano la frequenza di commutazione massima del fotoaccoppiatore.
4. Massima tensione di isolamento
È la tensione RMS massima fino alla quale fornisce l'isolamento tra i due lati del fotoaccoppiatore. Tipicamente, questa tensione di isolamento è specificata in kV. La scheda tecnica menziona anche la tensione transitoria di picco. È la tensione transitoria di picco fino alla quale fornisce l'isolamento elettrico tra i due lati del fotoaccoppiatore.
5. Immunità ai transitori di modo comune
L'accoppiatore ottico dovrebbe essere in grado di respingere il rumore di modo comune e il rumore transitorio di modo comune. Il rumore di modo comune è il rumore che si presenta sia sul lato di ingresso che su quello di uscita del fotoaccoppiatore. La scheda tecnica del fotoaccoppiatore menziona i transitori di modo comune (V /μs) fino ai quali fornisce immunità.
Prima di aggiungere un fotoaccoppiatore al layout del PCB, prendi in considerazione tre linee guida
Mantenere separati i collegamenti a terra del fotoaccoppiatore
Un fotoaccoppiatore standard include due pin di terra, uno per il LED e un altro per il dispositivo fotosensibile. Il collegamento di questi terreni aprirà i tuoi circuiti sensibili a qualsiasi rumore proveniente dalla terra esterna. Per evitare ciò, creare sempre due punti di connessione, uno per i pin di terra esterni e l'altro per i cavi di terra in ingresso.
Scegli il giusto valore del resistore di limitazione della corrente
La selezione di un resistore di limitazione della corrente che funzioni al valore minimo di un fotoaccoppiatore produrrà un comportamento irregolare. È anche possibile scegliere un resistore che fornisca troppa corrente, che farà scoppiare il LED. Quando selezioni un valore per il tuo resistore, assicurati di trovare il valore della corrente diretta minima dal grafico del rapporto di trasferimento di corrente nella scheda tecnica del tuo fotoaccoppiatore.
Scopri di quale tipo di accoppiatore ottico hai bisogno
Non tutti gli accoppiatori ottici sono uguali e dovrai selezionare il tipo giusto per la tua applicazione. Gli Opto-darlington sono solo per piccole correnti di ingresso. Se tutto ciò di cui hai bisogno è un isolamento di ingresso standard, un fotoaccoppiatore generale svolgerà il lavoro.
Utilizzo di optoaccoppiatori per il rilevamento del passaggio per lo zero di sorgenti CA
Il rilevamento del passaggio per lo zero della rete CA è essenziale in molte applicazioni. Ad esempio, un tipico sistema di rifasamento misura la differenza di angoli tra la potenza reale e la potenza reattiva (entrambi componenti della potenza totale). La differenza tra potenza reale e reattiva viene misurata monitorando qualcosa chiamato "zero crossover" delle onde di tensione e corrente. "zero-crossing" è un termine comunemente usato in elettronica, acustica, matematica ed elaborazione di immagini. Il passaggio per lo zero indica la posizione in cui una forma d'onda taglia il suo asse di coordinate (ad esempio, se hai rappresentato graficamente la forma d'onda). I passaggi per lo zero indicano anche quando una forma d'onda, espressa come funzione matematica, passerà da positiva a negativa e viceversa. Si noti che alcuni circuiti di test della frequenza funzionano secondo il principio del monitoraggio dei passaggi per lo zero nelle forme d'onda della sorgente CA.
I fotoaccoppiatori possono essere utilizzati per rilevare il passaggio per lo zero della rete di alimentazione CA. Il tempo di risposta di un fotoaccoppiatore è di soli nanosecondi, si accende e si spegne rapidamente al passaggio per lo zero. Utilizzando un raddrizzatore e un filtro sulla rete CA, è possibile ottenere segnali digitali dal fotoaccoppiatore.
Lettura dei segnali di ingresso con optoaccoppiatori
I fotoaccoppiatori possono essere utilizzati per leggere in modo sicuro i livelli come logico 0 e logico 1 da qualsiasi fonte. Ad esempio, le tensioni provenienti da un alimentatore senza trasformatore possono contenere rumore. In tali situazioni, se il segnale di ingresso è collegato direttamente al microcontrollore, il rumore proveniente dal segnale di ingresso può influenzare il modo in cui funziona il microcontrollore. Allo stesso modo, nel caso in cui l'ingresso di un microcontrollore venga accidentalmente esposto a una sovratensione elettrica, il microcontrollore viene immediatamente distrutto (cioè brucia o "emette fumo magico"). Tuttavia, l'utilizzo di un fotoaccoppiatore tra un microcontrollore e un segnale di ingresso è come un polizza assicurativa e può prevenire tali incidenti.
Domande frequenti
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