Principio de funcionamiento del acoplador óptico

1)El principio de funcionamiento del acoplador óptico es que el fotoacoplador produce corriente óptica debido al efecto fotoeléctrico, que se induce a partir de la salida del fotón y realiza la conversión de electro-luz-electricidad.

2)El acoplador óptico (acoplador, OC) también se conoce como sensor fotoeléctrico, o fotoacoplador para abreviar. El fotoacoplador transmite señales eléctricas utilizando la luz como medio. Tiene un buen efecto de aislamiento de las señales eléctricas de entrada y salida, por lo que se utiliza ampliamente en diversos circuitos. En la actualidad, se ha convertido en uno de los aparatos ópticos más utilizados. Los acopladores ópticos se componen generalmente de tres partes: la emisión de luz, la recepción de luz y la amplificación de la señal.

La señal eléctrica de entrada acciona el diodo emisor de luz (LED) para que emita una determinada longitud de onda de luz, que es recibida por el detector óptico para generar una corriente óptica, que a continuación se amplifica y luego se emite. De este modo se completa la conversión eléctrica-óptica-eléctrica, desempeñando así el papel de entrada, salida y aislamiento. Dado que las entradas y salidas de los acopladores ópticos están aisladas entre sí, la transmisión de señales eléctricas tiene las características de unidireccional, por lo que posee un buen aislamiento eléctrico y capacidad antiparásitos. Con el aumento del tiempo de uso del fotoacoplador y la disminución de la relación de transmisión, es necesario proporcionar suficiente margen de corriente de conducción a Q2 para evitar fallos de control. Hay muchos tipos de fotoacopladores, comúnmente tienen fotodiodo, tipos tripolares fotoeléctricos, tipos fotorresistentes, cristal foto cristalino, casos fotoeléctricos hasta tipo bosque, tipo circuito integrado, etc.

3)Características de funcionamiento

1, Modo común: la relación de supresión es muy alta Dentro del fotoacoplador, debido a que el condensador de acoplamiento entre el tubo emisor de luz y el fotón es muy pequeño (dentro de 2pF), la tensión de entrada en modo común a través del condensador de acoplamiento interpolar tiene poco efecto sobre la corriente de salida, por lo que la relación de supresión de modo común es muy alta.

2, Las características de salida del acoplador fotoeléctrico características de salida se refiere a una cierta cantidad de corriente emisora de luz IF, la relación entre la tensión de polarización VCE añadido por el tubo fotosensible y la corriente de salida IC, cuando IF-0, el diodo emisor de luz no emite luz, en este momento la corriente de salida del electrodo colector del transistor fotosensible se llama corriente oscura, generalmente muy pequeña. Cuando if > 0, bajo cierta acción de IF, la IC correspondiente es básicamente independiente de VCE. El cambio entre IC e IF es lineal, y las características de salida de los acopladores fotoeléctricos medidas por el gráfico de características del tubo semiconductor son similares a entre las características de salida del transistor ordinario. Su cable de prueba se muestra en la Figura 2, en la que los cables D, C y E corresponden a los polos B, C y E respectivamente, conectados a la toma del instrumento.

3, Características de aislamiento

a. Entrada y salida de la tensión aislada Vio (tensión de aislamiento) entrada y salida del dispositivo de fotoacoplamiento entre el valor de la resistencia de presión aislada.

b. Condensador aislado Cio (Capacitancia de aislamiento): Valor del condensador entre la entrada y la salida del dispositivo acoplador óptico.

c. La resistencia de aislamiento de entrada y salida Río: El valor de la resistencia de aislamiento entre la entrada y la salida del acoplador óptico semiconductor.

4) Características de transmisión:

1. Cuando se especifica la relación de transmisión de corriente a la tensión de funcionamiento del tubo de salida del acoplador de corriente CTR (Radio de Transferencia de Corriente), la relación de la corriente de salida a la corriente positiva del diodo emisor de luz es la relación de la transmisión de corriente al CTR.

2. Tiempo de subida Tr y tiempo de bajada Tf

En las condiciones de funcionamiento especificadas, la entrada del diodo emisor de luz especifica la onda de pulso de la corriente IFP, mientras que el tubo de salida emite la onda de pulso correspondiente, de 10% a 90% de la amplitud hacia delante del pulso de salida, que tarda el tiempo de subida del pulso tr. De 90% a 10% de la amplitud del flanco después del pulso de salida, el tiempo necesario es tf para que el pulso caiga. Otros parámetros como la temperatura de funcionamiento, la potencia de disipación, etc. ya no se describen.

3. El fotoacoplador puede utilizarse como acoplador lineal. Se suministra una corriente de polarización en el diodo emisor de luz, y la tensión de señal se acopla al diodo emisor de luz mediante una resistencia, de modo que el fototransistor recibe una señal luminosa que aumenta o disminuye en la corriente de polarización, y la corriente de salida cambia linealmente con la tensión de señal de entrada. Los pares ópticos también pueden funcionar en estado conmutado, transmitiendo señales pulsadas. Cuando se transmiten señales pulsadas, hay un cierto tiempo de retardo entre la señal de entrada y la señal de salida, y los tiempos de retardo de entrada y salida de los dispositivos de fotoacoplamiento varían mucho de una estructura a otra.