Optokoppler - Typen und Anwendungen

Optokoppler oder Optokoppler bestehen aus einem lichtemittierenden Gerät und einem lichtempfindlichen Gerät, die alle in einem Paket verpackt sind, jedoch keine elektrische Verbindung zwischen beiden aufweisen, sondern nur einen Lichtstrahl. Der Lichtsender ist fast immer eine LED. Die lichtempfindliche Vorrichtung kann eine Fotodiode, ein Fototransistor oder mehr esoterische Vorrichtungen wie Thyristoren, TRIACs usw. sein.

Heutzutage verwenden viele elektronische Geräte Optkoppler in der Schaltung. Ein optischer Koppler oder manchmal auch als opt-Isolator bezeichnet, ermöglicht es zwei Schaltkreisen, Signale auszutauschen, bleibt jedoch elektrisch isoliert. Dies wird normalerweise erreicht, indem Licht verwendet wird, um das Signal weiterzuleiten. Das Standarddesign für Optkopplerschaltungen verwendet eine LED, die auf einen Fototransistor scheint - normalerweise ist es ein npn-Transistor und kein pnp. Das Signal wird an die LED angelegt, die dann auf den Transistor im IC leuchtet.

Das Licht ist proportional zum Signal, so dass das Signal auf den Fototransistor übertragen wird. Opt-Koppler sind möglicherweise auch in wenigen Modulen erhältlich, z. B. SCR, Fotodioden, TRIAC eines anderen Halbleiterschalters als Ausgang sowie Glühlampen, Neonröhren oder andere Lichtquellen.

Am gebräuchlichsten ist ein Optokoppler MOC3021, eine LED-Diac-Kombination. Dieser IC ist mit einem Mikrocontroller verbunden und eine LED ist in Reihe mit dem IC geschaltet, der leuchtet, um a anzuzeigen Logik Hoher Puls vom Mikrocontroller, damit wir wissen, dass Strom in der internen LED des Opto-IC fließt. Wenn logisch hoch gegeben wird, fließt Strom durch die LED von Pin1 nach 2. In diesem Prozess fällt das LED-Licht auf den DIAC, wodurch 6 und 4 geschlossen werden. Während jeder Halbwelle fließt Strom durch das Gate, den Vorwiderstand und durch den Optodiac, damit der Hauptthyristor / Triac ausgelöst wird, damit die Last arbeitet.

Der Optokoppler ist normalerweise in Schaltnetzteilen in vielen elektronischen Geräten zu finden. Es wird zwischen dem primären und dem sekundären Teil der Netzteile angeschlossen. Die Anwendung oder Funktion des Optokopplers in der Schaltung besteht darin,

1. Hochspannung überwachen
2. Ausgangsspannungsabtastung zur Regelung
3. Systemsteuerungsmikro zum Ein- und Ausschalten
4. Bodenisolation

Dies ist das Prinzip, das in Opto-Diacs verwendet wird. Die Opto-Diacs sind in Form von ICs erhältlich und können mit einer einfachen Schaltung implementiert werden.

Geben Sie der Leuchtdiode im Paket einfach zum richtigen Zeitpunkt einen kleinen Impuls. Das von der LED erzeugte Licht aktiviert die lichtempfindlichen Eigenschaften des Diac und die Stromversorgung wird eingeschaltet. Die Isolation zwischen den Stromkreisen mit niedriger und hoher Leistung in diesen optisch verbundenen Geräten beträgt typischerweise mehrere tausend Volt.

Opto-Diacs Pin Beschreibung:

4 verschiedene Optokoppler erhältlich

1. MOC3020

Es kommt in 6-Pin-DIP ist in der Abbildung gezeigt:

Arbeitsprinzip von MOC3020:

Die MOC3020 sind für die Schnittstelle zwischen elektronischen Steuerungen und Power Triac ausgelegt, um ohmsche und induktive Lasten für den Vac-Betrieb zu steuern. Das Prinzip des Optokopplers ist, dass MOCs sofort in Form von integrierten Schaltkreisen verfügbar sind und keine sehr komplexen Schaltkreise erfordern, damit sie funktionieren. Geben Sie der LED in der Verpackung einfach zum richtigen Zeitpunkt einen kleinen Impuls. Das von der LED erzeugte Licht aktiviert die lichtempfindlichen Eigenschaften des Diac und die Stromversorgung wird eingeschaltet. Die Isolation zwischen den Stromkreisen mit niedriger und hoher Leistung in diesen optisch verbundenen Geräten beträgt typischerweise einige tausend Volt.

Eigenschaften von MOC3020:

• 400 V Photo-TRIAC-Treiberausgang
• Gallium-Arsenid-Dioden-Infrarotquelle und optisch gekoppelter Silizium-Triac-Treiber
• Hohe Isolation - 500 Vpeak
• Ausgangstreiber für 220 VAC ausgelegt
• Standard 6-poliges Kunststoff-DIP
• Direkt austauschbar mit Motorola MOC3020, MOC3021 und MOC3022

Typische Anwendungen von MOC3020:

• Magnet- / Ventilsteuerung
• Lampenvorschaltgeräte
• Anbindung von Mikroprozessoren an 115/240-VAC-Peripheriegeräte
• Motorsteuerung
• Glühlampendimmer

Anwendung von MOC3020:

Die unten gezeigte Schaltung ist eine typische Schaltung, die für die Steuerung der Wechselstromlast vom Mikrocontroller verwendet wird. Eine LED kann in Reihe mit der LED MOC3021 geschaltet werden, um anzuzeigen, wann vom Mikrocontroller ein Hoch ausgegeben wird, sodass wir wissen, dass Strom in der internen LED des Mikrocontrollers fließt Optokoppler. Die Idee ist, eine Leistungslampe zu verwenden, deren Aktivierung Netzwechselstrom anstelle einer Gleichspannung erfordert. Auf diese Weise ist die Netzstromversorgung, mit der wir versuchen, die Lampe zu schalten, und keine externe Stromversorgung erforderlich. Um den Wechselstrom zur Lampe umzuschalten, müssen wir einen optisch gekoppelten Triac verwenden. Eine Lampe und ein Diac sind in der folgenden Schaltung dargestellt. Ein Triac soll ein AC-gesteuerter Schalter sein. Es hat drei Anschlüsse M1, M2 und Gate. Ein TRIAC, eine Lampenlast und eine Versorgungsspannung sind in Reihe geschaltet. Wenn die Versorgung im positiven Zyklus eingeschaltet ist, fließt der Strom durch Lampe, Widerstände, Diac und Gate und erreicht die Versorgung, und dann leuchtet nur die Lampe für diesen halben Zyklus direkt über die Anschlüsse M2 und M1 des Triac. Im negativen Halbzyklus wiederholt sich das Gleiche. Somit leuchtet die Lampe in beiden Zyklen kontrolliert in Abhängigkeit von den Auslöseimpulsen am Optokoppler, wie in der folgenden Grafik dargestellt. Wenn dies einem Motor anstelle einer Lampe gegeben wird, wird die Leistung gesteuert, was zu einer Drehzahlregelung führt.

2. MOC3021

MOC3021 ist ein Optokoppler zum Auslösen von TRIACS. Auf diese Weise können wir überall im Zyklus auslösen und sie als Optokoppler ungleich Null bezeichnen. MOC3021 sind sehr weit verbreitet und können aus vielen Quellen leicht bezogen werden. Es wird in 6-poligem DIP geliefert (siehe Abbildung).

MOC3021 (Optokoppler)

Pin Beschreibung:

Pin 1: Anode

Pin 2: Kathode

Pin 3: Keine Verbindung (NC)

Pin 4: Hauptanschluss

Pin 5: Keine Verbindung (NC)

Pin 6: Hauptanschluss

Eigenschaften:

• 400 V Photo-Triac-Treiberausgang
• Gallium-Arsenid-Dioden-Infrarotquelle und optisch gekoppelter Silizium-Triac-Treiber
• 7500 V Peak mit hoher Isolation
• Ausgangstreiber Entwickelt für 220 VAC
• Standard 6-poliges Kunststoff-DIP

Es gibt viele Anwendungen von MOC3021, wie z. B. Magnet- / Ventilsteuerungen, Lampenvorschaltgeräte, Mikroprozessoren an 115/240-VAC-Peripheriegeräte, Motorsteuerungen und Glühlampendimmer.

Anwendung von MOC3021:

Von der folgenden Schaltung wird am häufigsten ein Optokoppler MOC3021 mit einer LED-Diac-Kombination verwendet. Während dies mit einem Mikrocontroller verwendet wird und eine LED in Reihe mit MOC3021 geschaltet werden kann, zeigt die LED an, wann vom Mikrocontroller ein Hoch ausgegeben wird, sodass wir wissen, dass Strom in der internen LED des Optokopplers fließt. Wenn logisch hoch angegeben wird, fließt der Strom durch die LED von Pin 1 nach 2. In diesem Prozess fällt das LED-Licht auf DIAC, wodurch 6 und 4 geschlossen werden. Während jeder Halbwelle fließt Strom durch das Gate, den Vorwiderstand und durch den Optodiac, damit der Hauptthyristor / Triac ausgelöst wird, damit die Last arbeitet.

3. MCT2E

Hier ist ein Video zum Optokoppler MCT2E

Die Optokoppler der MCT2E-Serie bestehen jeweils aus einer Galliumarsenid-Infrarot-LED und einem Silizium-NPN-Fototransistor. Sie sind in einem 6-poligen DIP-Gehäuse verpackt und in großem Abstand erhältlich.

Pin 1: Anode.

Pin 2: Kathode.

Pin 3: Keine Verbindung.

Pin 4: Emitter.

Pin 5: Sammler.

Pin 6: Basis.

Eigenschaften:

• Isolationstestspannung 5000 VRMS
• Schnittstellen zu gemeinsamen Logikfamilien
• Eingangs-Ausgangs-Kopplungskapazität<0.5 pF
• Industriestandard Dual-In-Line 6-Pin-Gehäuse
• Entspricht der RoHS-Richtlinie 2002/95 / EG

Der Optokoppler ist normalerweise in Schaltnetzteilen, Lese-Relais-Ansteuerungen, Industriesteuerungen, digitalen Logikeingängen und in vielen elektronischen Geräten zu finden

Anwendung von MCT2E:

Es ist eine Kombination aus 1 LED und einem Transistor. Pin 6 des Transistors wird im Allgemeinen nicht verwendet. Wenn Licht auf den Basis-Emitter-Übergang fällt, schaltet es und Pin 5 geht auf Null.

• Wenn als Eingang eine logische Null angegeben wird, fällt das Licht nicht auf den Transistor, so dass es nicht leitet, was eine logische Eins als Ausgang ergibt.
• Wenn logisch 1 als Eingang gegeben ist, fällt Licht auf den Transistor, so dass er leitet, wodurch der Transistor eingeschaltet wird und ein Kurzschluss entsteht, wodurch der Ausgang logisch Null ist, wenn der Transistorkollektor mit Masse verbunden ist.

4. MOC363

Die MOC3063-Bauelemente bestehen aus Galliumarsenid-Infrarot-Emissionsdioden, die optisch an monolithische Siliziumdetektoren gekoppelt sind und die Funktionen von bilateralen Triac-Treibern mit Nullspannungskreuzung erfüllen. Es ist auch ein 6-poliger DIP (siehe Abbildung):

Pin Beschreibung:

Pin 1: Anode

Pin 2: Kathode

Pin 3: Keine Verbindung (NC)

Pin 4: Hauptterminal

Pin 5: Keine Verbindung (NC)

Pin 6: Hauptterminal

Eigenschaften:

• Vereinfacht die logische Steuerung der 115/240-VAC-Leistung
• Nulldurchgangsspannung
• dv / dt von 1500 V / µs typisch, 600 V / µs garantiert
• VDE erkannt
• Underwriters Laboratories (UL) anerkannt

Anwendungen:

• Magnet- / Ventilsteuerung
• Statische Netzschalter
• Temperaturregler
• Starter und Treiber für Wechselstrommotoren
• Beleuchtungssteuerung
• E. M. Schütze
• Halbleiterrelais

Arbeitsweise von MOC3063:

Aus der Schaltung haben wir einen Optokoppler MOC3063 mit einer LED-SCR-Kombination. Während der Verwendung dieses Optokopplers mit Mikrocontroller und einer LED kann zusätzlich eine LED mit der MOC3063-LED in Reihe geschaltet werden, um anzuzeigen, wann vom Mikrocontroller ein Hoch ausgegeben wird, sodass wir wissen, dass Strom in der internen LED des Optokopplers fließt. Wenn logisch hoch gegeben ist, fließt der Strom durch die LED von Pin 1 nach 2. Das LED-Licht fällt auf den SCR, wodurch 6 und 4 nur beim Nulldurchgang der Versorgungsspannung schließen. Während jeder Halbwelle fließt Strom durch das SCR-Gate, den externen Vorwiderstand und durch das SCR, damit der Hauptthyristor / Triac ausgelöst wird, damit die Last zu Beginn des Versorgungszyklus immer funktioniert.

Hier ist ein Video der Verbindung eines Optokopplers mit einem TRIAC