Optocoupler (inače nazvan optocoupler) je elektronički uređaj dizajniran za pretvaranje električnih signala u svjetlo, njihovo prijenos kroz optičke kanale i ponovno pretvaranje signala natrag u električni. Dizajn optokaplera podrazumijeva prisutnost posebnog emitera svjetlosti (u modernim uređajima za to se koriste svjetlosne diode; prethodni modeli su bili opremljeni malim žaruljama sa žarnom niti) i uređaja koji je odgovoran za pretvaranje primljenog optičkog signala (fotodetektor). Obje ove komponente su kombinovane pomoću optičkog kanala i zajedničkog kućišta.

Klasifikacija tipova optospojnika

Postoji nekoliko karakteristika prema kojima se modeli optokaplera mogu podijeliti u nekoliko grupa.

U zavisnosti od stepena integracije:

• elementarni optospojnik - uključuje 2 ili više elemenata spojenih zajedničkim kućištem;
• Integrirani krug optokaplera - dizajn se sastoji od jednog ili više optospojnika i, osim toga, može biti opremljen i komplementarnim elementima (na primjer, pojačalo).

Ovisno o vrsti optičkog kanala:

• Otvoreni optički kanal;
• Zatvoren optički kanal.

Ovisno o vrsti fotodetektora:

• Fotootpornik (ili jednostavno otpornički optokapleri);
• Fotodiodni optokapleri;
• Fototranzistor (koji koristi konvencionalni ili kompozitni bipolarni fototranzistor) optokapleri;
• , ili fototrijački optokapleri;
• Optokapleri koji rade pomoću fotonaponskog generatora (solarne baterije).

Dizajn uređaja potonjeg tipa često je dopunjen tranzistorima s efektom polja, isti generator je odgovoran za kontrolu kapije.

Fototrijački optospojnici ili oni opremljeni tranzistorima sa efektom polja mogu se nazvati "optorelej" ili "".

Slika 1: Optocoupler uređaj

Optoelektronski uređaji rade različito ovisno o tome kojem od dva tipa smjera pripadaju:

• Elektro-optički.

Rad uređaja zasniva se na principu po kojem se svjetlosna energija pretvara u električnu energiju. Štaviše, prijelaz se vrši kroz čvrsto tijelo i procese unutrašnjeg fotoelektričnog efekta koji se u njemu odvijaju (izraženi u emisiji elektrona od strane tvari pod utjecajem fotona) i efekta sjaja pod utjecajem električnog polja.

• Optički.

Uređaj radi zahvaljujući suptilnoj interakciji čvrstog tijela i elektromagnetno zračenje, kao i korištenjem laserskih, holografskih i fotohemijskih uređaja.

Fotonski elektronski računari se sklapaju pomoću jedne od dve kategorije optičkih elemenata:

• Optocouplers;
• Kvantni optički elementi.

To su modeli uređaja elektronsko-optičkog i optičkog pravca.

Da li će optokapler prenositi signal linearno, određeno je karakteristikama koje fotodetektor ugrađen u dizajn ima. Najveća linearnost prijenosa može se očekivati ​​od otporničkih optospojnika. Kao rezultat toga, proces rada s takvim uređajima je najpogodniji. Stepen niže su modeli sa fotodiodama i pojedinačnim bipolarnim tranzistorima.

Za osiguranje rada impulsnih uređaja koriste se optokapleri na bazi bipolarnih ili tranzistori s efektom polja, jer nema potrebe za linearnim prijenosom signala.

Konačno, fototiristorski optospojnici se montiraju kako bi se osigurala galvanska izolacija i siguran rad uređaja.

Aplikacija

Postoje mnoga područja u kojima je upotreba optokaplera neophodna. Ova širina primjene je zbog činjenice da su to elementi koji imaju mnogo različitih svojstava i svaki od njihovih kvaliteta ima zasebno područje primjene.

• Fiksiranje mehaničkog udara (koriste se uređaji opremljeni optičkim kanalom otvorenog tipa koji se može zatvoriti (izvršiti mehanički udar), što znači da se sam uređaj može koristiti kao senzor):
  • Detektori prisustva (detekcija prisustva/odsustva listova papira u štampaču);
  • Detektori krajnje (početne) tačke;
  • Counters;
  • Diskretni brzinomjeri.
• Galvanska izolacija (upotreba optokaplera omogućava prijenos signala koji nije povezan s naponom; također pružaju beskontaktnu kontrolu i zaštitu), koju mogu osigurati:
  • Optocoupler (u većini slučajeva koristi se kao predajnik informacija);
  • Optorelay (uglavnom pogodan za upravljanje signalnim i energetskim krugovima).

Optocouplers

Upotreba tranzistora ili integriranih optokaplera posebno je važna ako je potrebno osigurati galvansku izolaciju u signalnom kolu ili kolu sa niskom upravljačkom strujom. Ulogu kontrolnog elementa može obavljati troelektroda poluprovodnički uređaji, upravljački krugovi diskretni signali, kao i lanci sa posebnom specijalizacijom.

Slika 2: Optokapleri 5000 Vrms 50mA.

Parametri i radne karakteristike optokaplera

Na osnovu tačnog dizajna uređaja može se odrediti njegova električna snaga. Ovaj pojam se odnosi na vrijednost napona koji se javlja između ulaznog i izlaznog kola. Dakle, proizvođači optokaplera koji pružaju galvansku izolaciju demonstriraju niz modela sa različitim kućištima:

• SSOP;
• Miniflat-lead.

Ovisno o vrsti kućišta, optospojnik stvara jedan ili drugi izolacijski napon. Da bi se stvorili uslovi u kojima je nivo napona dovoljan da izazove kvar izolacije bio dovoljno visok, optospojler treba projektovati tako da se sledeći delovi nalaze dovoljno udaljeni jedan od drugog:

• i optički snimač;
• Unutrašnja i vanjska strana kućišta.

U nekim slučajevima možete pronaći optokaplere specijalizirane grupe, proizvedene u skladu s međunarodnim sigurnosnim standardima. Nivo električne snage ovih modela je za red veličine veći.

Još jedan značajan parametar tranzistorskog optokaplera naziva se "koeficijent prijenosa struje". Prema vrijednosti ovog koeficijenta uređaj se svrstava u jednu ili drugu kategoriju, što se odražava u nazivu modela.

Nema ograničenja u pogledu nivoa niže radne frekvencije optokaplera: oni dobro funkcionišu u kolu sa jednosmernom strujom. A gornja granica radne frekvencije ovih uređaja uključenih u prijenos signala digitalnog porijekla izračunava se u stotinama megaherca. Za optokaplere linearnog tipa, ova brojka je ograničena na desetine megaherca. Za najsporije dizajne, uključujući žarulje sa žarnom niti, najtipičniju ulogu imaju niskofrekventni filteri koji rade na frekvencijama koje ne dosežu 10 Hz

Tranzistorski optospojnik i šum koji proizvodi

Dva su glavna razloga zašto je rad para tranzistora praćen efektima buke:

Da biste prevladali prvi razlog, morat ćete instalirati poseban ekran. Drugi se eliminiše pravilno odabranim načinom rada.

Optorelay

Opto relej, inače poznat kao solid state relej, obično se koristi za regulaciju rada kola sa velikim kontrolnim strujama. Ulogu kontrolnog elementa ovdje obično obavljaju dvojica MOSFET tranzistor sa back-to-back vezom, ova konfiguracija pruža mogućnost rada u uvjetima naizmjenične struje.

Slika 3: Optorelay KR293 KP2V

Klasifikacija tipova opto-releja

Definirane su tri vrste topologija za opto-releje:

1. Normalno otvoren Pretpostavlja se da će se upravljački krug zatvoriti samo kada se upravljački napon dovede na terminale svjetlosne diode.
2. Normalno zatvoren Pretpostavlja se da će se upravljački krug otvoriti samo kada se upravljački napon dovede na terminale svjetlosne diode.
3. Prebacivanje Treća topologija uključuje kombinaciju normalno zatvorenih i normalno otvorenih kanala.

Opto-relej, kao i optospojnik, ima karakteristiku električne snage.

Vrste opto-releja

• Standardni modeli;
• Modeli sa malim otporom;
• Modeli sa niskim CxR;
• Modeli sa niskim prednaponom;
• Modeli sa visokim naponom izolacije.

Područja primjene opto-releja

• Modem;
• Mjerni uređaj;
• Interfejs sa aktuatorom;
• Automatske telefonske centrale;
• Brojilo struje, topline, plina;
• Prekidač signala.

Pišite komentare, dopune članka, možda sam nešto propustio. Pogledajte, bit će mi drago ako nađete još nešto korisno kod mene.

Solid state relej (SSR) ili u buržoaskoj verziji Solid State Relay (SSR)- ovo je posebna vrsta releja koji obavlja iste funkcije kao i elektromagnetski relej, no ima drugo punjenje, koje se sastoji od poluprovodničkih radioelemenata, koji sadrže prekidače za napajanje na bazi tiristora, trijaka ili moćni tranzistori.

Vrste TTP-a

TTP-ovi mogu izgledati drugačije. Ispod na fotografiji su slabostrujni releji

Takvi releji se koriste u štampane ploče i dizajnirani su za komutaciju (preklapanje) niske struje i napona.

Oni također grade TTP odmah gotovih modula ulazi i izlazi koji se koriste u industrijskoj automatizaciji

A ovako izgledaju releji koji se koriste u energetskoj elektronici, odnosno u elektronici koji prebacuju velike struje. Ovakvi releji se koriste u industriji u upravljačkim jedinicama CNC mašina i drugih industrijskih instalacija

Na lijevoj strani je jednofazni relej, na desnoj je trofazni.

Ako pristojna količina struje teče kroz uključene kontakte energetskih releja, tijelo releja će postati jako vruće. Stoga, kako bi se spriječilo pregrijavanje i kvar releja, postavljaju se na radijatore, koji odvode toplinu u okolni prostor.

TSR po tipu kontrole

SSR-ovi se mogu kontrolisati pomoću:

1) Jednosmerna struja. Njegov raspon je od 3 do 32 volta.

2) Naizmjenična struja. Opseg naizmenične struje je od 90 do 250 volti. To jest, takvim se relejima može lako upravljati pomoću mrežnog napona od 220 V.

3) Korišćenje varijabilni otpornik. Vrijednost varijabilnog otpornika može biti u rasponu od 400 do 600 kilohma.

TSR po tipu komutacije

Sa preklapanjem preko nule

Pažljivo pogledajte dijagram

Takvi SSR-ovi prebacuju naizmjeničnu struju na izlazu. Kao što možete vidjeti ovdje, kada primjenjujemo takav relej na ulaz konstantan napon, naše izlazno prebacivanje se ne događa odmah, već samo kada naizmjenična struja dostigne nulu. Isključivanje se događa na sličan način.

Zašto se to radi? Kako bi se smanjio utjecaj smetnji na opterećenja i smanjio udar impulsne struje, koji može dovesti do kvara opterećenja, posebno ako je opterećenje kolo bazirano na poluvodičkim radio elementima.

Dijagram povezivanja i unutrašnja struktura takvog SSR-a izgleda otprilike ovako:

DC kontrola

AC kontrola

Instant on

Ovdje je sve mnogo jednostavnije. Takav relej odmah počinje mijenjati opterećenje kada se na njemu pojavi kontrolni napon. Dijagram to pokazuje izlazni napon pojavio se odmah čim smo primijenili kontrolni napon na ulaz. Kada već uklonimo upravljački napon, relej se isključuje na isti način kao i SSR sa kontrolom prelaza preko nule.

Koji je nedostatak ovog TTP-a? Kada se na ulaz dovede kontrolni napon, na izlazu se mogu pojaviti strujni udari i kao rezultat toga, elektromagnetne smetnje. Stoga se ovaj tip releja ne preporučuje za upotrebu u radio-elektronskim uređajima gdje postoje sabirnice za prijenos podataka, jer u tom slučaju smetnje mogu značajno ometati prijenos informacijskih signala.

Unutrašnja struktura SSR-a i dijagram povezivanja opterećenja izgledaju otprilike ovako:

Fazno kontrolirani SSR

Ovdje je sve mnogo jednostavnije. Promjenom vrijednosti otpora mijenjamo i snagu na opterećenju.

Približan dijagram povezivanja izgleda ovako:

Rad čvrstog releja

U poseti nam je TTR kompanija FOTEK:

Pogledajmo njegovu notaciju. Evo male pločice sa naznakom za ove vrste releja

Pogledajmo još jednom naš TTP

SSR- ovo znači jednofazni poluprovodnički relej.

40 - ovo je maksimalna jačina struje za koju je dizajniran. Mjeri se u amperima iu ovom slučaju iznosi 40 ampera.

D– vrsta kontrolnog signala. Iz značenja jednosmerne struje - koja je iz buržoazije - D.C.. Upravljanje je u toku trajno struja od 3 do 32 volta. Ovaj raspon je dovoljan za najzahtjevnijeg programera elektronske opreme. Za one koji su posebno dosadni, čak piše Input, pokazujući opseg i faziranje napona. Kao što vidite, na kontakt broj 3 primjenjujemo "plus", a na broj 4 "minus".

A– tip komutacionog napona. Alternativna struja - naizmjenična struja. U ovom slučaju držimo se zaključaka br. 1 i br. 2. Možemo prebaciti raspon od 24 do 380 volti varijabla napon.

Za eksperiment će nam trebati žarulja sa žarnom niti od 220 volti i jednostavan utikač s kabelom. Lampu povezujemo sa kablom na samo jednom mestu:

Ubacujemo naš solid state relej u otvor

Uključujemo utikač u utičnicu i...

Ne... on ne želi... Nešto nedostaje...

Nema dovoljno upravljačkog napona! Iznosimo napon iz napajanja od 3 do 32 volta DC napona. U ovom slučaju, uzeo sam 5 volti. Prijavljujem se za kontrolu kontakata i...

Oh čudo! Upalilo se svjetlo! To znači da je kontakt br. 1 zatvoren sa kontaktom br. 2. LED na tijelu samog releja nam također govori da je relej aktiviran.

Zanima me koliko struje troše kontrolni kontakti releja? Dakle, imamo 5 volti na bloku.

I ispostavilo se da je struja 11,7 miliampera! Bar to možeš kontrolisati!

Prednosti i nedostaci solid state releja

Pros

• uključivanje i isključivanje strujnih kola bez elektromagnetne smetnje
• visoke performanse
• odsustvo buke i odbijanja kontakta
• dug period rada (preko MILIJARDE operacija)
• mogućnost rada u eksplozivnim sredinama, jer nema lučnog pražnjenja
• niska potrošnja energije (95% (!) manje od konvencionalnih releja)
• pouzdana izolacija između ulaznih i komutiranih kola
• Kompaktan, zatvoren dizajn, otporan na vibracije i udarna opterećenja
• mala veličina i dobro odvođenje topline (ako, naravno, koristite termalnu pastu i dobar hladnjak)

Protiv:

• visoka cijena

Gdje kupiti solid state relej

Uvijek možete pronaći bilo koju vrstu poluprovodničkih releja na Ali at ovo link.

Prilikom pisanja ovog članka, informacije preuzete iz

Optoreleji ili, drugim riječima, optoelektronski releji grade se na bazi optospojnika sa tranzistorima sa efektom polja. Oni su tehnološki napredniji (a samim tim i jeftiniji) u odnosu na mikro krugove „digitalnog izolatora“, koji u sebi sadrže mikrominijaturne impulsne transformatore.

Tipični parametri poluprovodničkih opto-releja (engleski: “Solid-state MOS relays”): upravljačka struja 10...60 mA, vrijeme uključivanja 2...2000 MC s, struja prebacivanja

1...20 A, maksimalni dozvoljeni napon opterećenja 200...1000 V za snažne releje velike snage i red veličine manje za opto-releje signala male snage, vijek trajanja 10 godina, srednje vrijeme između kvarova najmanje 25.000 sati.

Postoje opto-releji sa prebacivanjem jednog bipolarnog signala. Prevedeno na jasan jezik- za uključivanje istosmjerne i naizmjenične struje. Na sl. 2.117, a...e, kao primjer, prikazuje opcije za unutrašnje "punjenje" opto-releja serije KP293 (na stari način 5P14). Paralelno sa izlaznim kontaktima opto-releja nalaze se zaštitne diode slične onima u MOSFET tranzistorima sa efektom polja.

Rice. 2.117. Unutrašnja struktura opto-releja serije KP293:

a) DC relej sa normalno otvorenim kontaktom;

b) DC relej sa normalno otvorenim kontaktom;

c) AC relej sa normalno otvorenim kontaktom;

d) AC relej sa normalno otvorenim kontaktom;

e) DC relej sa normalno otvorenim i zatvorenim kontaktima;

f) AC relej sa normalno otvorenim i zatvorenim kontaktima.

U nekim opto-relejima, integralni otpornik za ograničavanje struje ugrađen je u seriju sa LED diodom. Ovo štedi prostor na ploči i štiti LED u slučaju pogrešnog visokonaponskog ulaza.

LED diode uključene u opto-relej rade u infracrvenom opsegu talasnih dužina sa padom napona od 1,0...1,2 V. Ne bi trebalo da budete "pohlepni" i smanjite struju kroz LED ispod nominalne vrednosti, jer izlazni parametri i pouzdanost prebacivanja može se pogoršati.

Opto-relej, za razliku od optosimistora, zajamčeno će se prebaciti u suprotno stanje kada se ukloni osvjetljenje zone poluvodiča. Za opto-relej, nije bitno da li postoji napon u opterećenju ili ne. Osim toga, zbog linearnosti strujno-naponske karakteristike, postaje moguće prebaciti signale vrlo male amplitude bez izobličenja, za razliku od optosimistora s njihovom oštrom karakteristikom praga blizu nule.

Prilikom prebacivanja naizmjeničnih signala velike amplitude, nelinearna ovisnost otpora kanala počinje utjecati tranzistori sa efektom polja naponski opto relej, tj. moguća su izobličenja u obliku i spektru signala.

Da bi se povećala stabilnost opto-releja u mreži od 220 V tokom napada impulsnog šuma, preporučuje se ugradnja serijskog RC kruga koji se sastoji od žičanog otpornika paralelno sa njegovim zatvarajućim kontaktima.

10...50 Ohm i kondenzator kapaciteta 0,01...0,15 MK F sa naponom od 600 V.

Na sl. 2.118, a...c prikazuje dijagrame za povezivanje opto-releja na MK.

a) VU1 je opto-relej iz Crydoma. Kontrolna struja 3...4 mA, izolacija može izdržati napon od 4 kV bez proboja, prolazni kapacitet 8 pF;

b) aktiviranje dijela koji emituje svjetlost VU1 opto-releja (Fairchild) je označeno LED diodom HL1. Snaga opterećenja RH ne veća od 50 W;

V) LOW level Na izlazu MK otvaraju se kontakti opto-releja VU1, a uređaj spojen na sekundarni namotaj transformatora 77 prelazi u stanje pripravnosti sa smanjenom snagom, budući da je otpor prigušenja R2 uključen u seriju.

Optorelej je elektronski analog elektromehaničkog releja. Diskretni izlaz opto-releja je elektronski analog normalno otvorenog (SPST_NO) ili normalno zatvorenog (SPST_NC) jednog kontakta. Normalno stanje u gore navedenim terminima treba shvatiti kao početno stanje neosvijetljeni opto-relej. Za opto-relej i odgovarajući diskretni izlaz uvijek su specificirani maksimalni dozvoljeni naponi i struje kruga aktuatora. U poređenju sa optospojlerom, opto-relej se obično koristi za prebacivanje relativno jakih strujnih upravljačkih i signalnih kola.

Gornja slika prikazuje izlazni dio univerzalnog opto-releja, koji može biti na različite načine biti uključeni u krugove istosmjerne i naizmjenične struje. Ulazni dio opto-releja je LED spojen na kontrolnoj strani kroz svjetlosnu galvansku izolaciju.

AC priključak opto releja obično se naziva vezom za AC krugove, kao što je prikazano na donjoj slici. Izlazni krug AC opto-releja je obično dvožičan. Takav opto-relej će također raditi u DC krugu, a smjer struje nije bitan. Na slikama: U je izvor napona, a Rn je otpor opterećenja.

Trožični izlazni krug opto-releja također se može spojiti na DC kolo, kao što je prikazano na donjoj slici. Ova istosmjerna veza za jednosmjernu struju je optimalnija u odnosu na AC vezu, jer pruža manji otpor u zatvorenom stanju izlaznog kola optokaplera.

Neispravan priključak DC opto-releja (ako se na gornjoj slici promijene polovi izvora napona U) će odgovarati trajno zatvorenom stanju izlaza optokaplera, jer zaštitna dioda u optospojnici, koja nije prikazana na slici, će se otvoriti. Međutim, uvijek treba uzeti u obzir maksimalnu dozvoljenu struju ovog načina rada.

Ovaj izlaz se odnosi na pasivno, pošto on sam ne prenosi električna energija u izlazni krug. Ovaj izlaz mijenja svoj otpor (visoko-nisko), što znači da zahtijeva njegovo uključivanje u vanjsko kolo izvor napona ili struja da dobijem odgovarajuće binarni kontrolni signal. S druge strane, opto-relej, kao elektronska komponenta, je aktivan jer za svoj rad zahtijeva priliv energije.

Tipično vrijeme odgovora Optički relej je u rasponu od milisekundi. Za vrijeme odgovora opto relej prolazi kroz proces prelazne promjene izlazni otpor opto-relej, a za to vrijeme opto-relej se može raspršiti više snage pri velikoj struji u upravljačkom krugu. Kako ne bi došlo do pregrijavanja opto-releja, prilikom upravljanja ne biste trebali dozvoliti prekratke vremenske intervale uključivanja - manji ili uporedivi sa vrijeme odgovora.

International Rectifier, dizajner i proizvođač energetske elektronike od 1947. godine, proizvodi ogroman raspon opto-releja za različite primjene. Najpopularnije od njih mogu se podijeliti u sljedeće grupe:

• Brzo djeluje (PVA, PVD, PVR);

• Opće namjene (PVT);

• Niskonaponska srednja snaga (PVG, PVN);

• Visok napon moćan (PVX).

PVA33: brzi relej
za prebacivanje signala

AC relejna serija PVA33— jednopolni, normalno otvoren. Dizajniran za opće potrebe prebacivanja analognog signala.

Princip rada uređaja je sledeći (slika 1). Napon primijenjen na ulaz releja uzrokuje da struja teče kroz LED diodu galijum arsenida (GaAlAs), što rezultira intenzivnim sjajem potonjeg. Svjetlosni tok pogađa integrirani fotonaponski generator (IGG), koji stvara razliku potencijala između kapije i izvora izlaznog prekidača, čime se potonji prenosi u provodljivo stanje. Snažni MOS tranzistori (HEXFET - patentirana IR tehnologija) se koriste kao izlazni prekidači. Na ovaj način se postiže potpuna galvanska izolacija ulaznih kola od izlaznih kola.

Rice. 1.

Prednosti ovakvog rješenja u odnosu na konvencionalne elektromehaničke i rele releje su značajno povećanje vijeka trajanja i brzine, smanjenje gubitaka snage i minimiziranje veličine. Ove prednosti poboljšavaju kvalitet proizvoda razvijenih za različite primjene, kao što su multipleksiranje signala, automatizirana oprema za testiranje, sistemi za prikupljanje podataka i drugi.

Nivo napona koji releji ove serije mogu uključiti nalazi se u rasponu od 0 do 300 V (amplituda vrijednost) i naizmjenične i jednosmjerne struje. U ovom slučaju, minimalni nivo je određen (pri konstantnoj struji) otporom kanala izlaznih tranzistora, koji u prosjeku iznosi oko 1 Ohm (maksimalno do 20 Ohma).

Dinamičke karakteristike uređaja određene su vremenom uključivanja i isključivanja koje iznosi oko 100 μs. Dakle, zajamčena frekvencija uključivanja releja može doseći 500 Hz ili više.

Maksimalna frekvencija uključenog signala uglavnom zavisi od frekvencijske karakteristike tranzistori se koriste i za MOS prekidače dostižu stotine kiloherca. Releji se isporučuju u 8-pin DIP paketima i dostupni su u dvije verzije: kroz rupu i za površinsku montažu.

PVT312: telekomunikacijski relej
opće namjene

Fotoelektrični relej PVT312, jednopolni, normalno otvoren, može se koristiti i na jednosmernu i naizmeničnu struju.

Ovaj poluprovodnički relej je posebno dizajniran za upotrebu u telekomunikacionim sistemima. Relejna serija PVT312L(sa sufiksom "L") koriste aktivno strujno ograničenje strujnog kola, što im omogućava da izdrže prolazne strujne udare. PVT312 je dostupan u 6-pin DIP paketu.

Primjena: telekomunikacijski ključevi, okidači, opšte šeme prebacivanje

Šeme povezivanja mogu biti tri tipa (slika 2). U prvom slučaju, dva ključa čipa su povezana u seriju. Ovo omogućava rezultirajućem kolu da prebaci naizmjenični napon zbog svoje simetrije. Ovaj tip kola naziva se veza tipa "A". Tip “B” se razlikuje po tome što se koristi samo jedan od dva ključa čipa. To vam omogućava da prebacite veću, ali samo jednosmjernu struju. U trećoj opciji (tip “C”), ključevi su povezani paralelno, čime se povećava maksimalna moguća vrijednost struje.

Rice. 2.

PVG612: niskonaponski srednjenaponski relej
napajanje za AC

Serija fotoelektričnih releja PVG612 - unipolarni, normalno otvoreni poluprovodnički releji. Kompaktni uređaji serije PVG612 koriste se za izolovano prebacivanje struja do 1 A sa naponima od 12 do 48 V AC ili DC.

Releji ovog tipa su zanimljivi po tome što su sposobni za prebacivanje relativno velikih (za ovog tipa uređaji) naizmenične struje, uz zadržavanje brzine svojstvene MOSFET rješenjima.

PVDZ172N: medij niskog napona
napajanje za DC

Releji ove serije (slika 3), za razliku od gore opisanih, namijenjeni su samo za prebacivanje struja konstantan polaritet sa snagom do 1,5 A i naponom do 60 V. Na primjer, ovi releji se koriste u upravljanju rasvjetnim uređajima, motorima, grijaćim elementima itd.

Rice. 3.

PVDZ172N Dostupan u normalno otvorenom, jednopolnom dizajnu u 8-pin DIP paketima.

Ostale moguće primjene: audio oprema, izvori napajanja, računari i periferni uređaji.

PVX6012: za teška opterećenja

Za velika niskofrekventna opterećenja, IR nudi fotoelektrični relej PVX6012(Sl. 4) (jednopolni, normalno otvoreni). Uređaj koristi izlazni prekidač zasnovan na bipolarni tranzistor sa izolovanim gejtom (IGBT), što je omogućilo da se dobije nizak pad napona u uključenom stanju i niske struje gubitaka u zatvorenom stanju pri dovoljnoj velike brzine rad (7 ms - uključeno/1 ms - isključeno).

Rice. 4.

PVX6012 je dostupan u 14-pin DIP paketu, koji, zanimljivo, koristi samo četiri pina – ovo rješenje omogućava bolje hlađenje uređaja.

Glavne primjene uključuju: opremu za testiranje; industrijska kontrola i automatizacija; zamjena elektromehaničkih releja; zamjena živinih releja.

PVI: foto izolator za eksternu
tasteri velike snage

Uređaji iz ove serije nisu releji u pravom smislu te riječi. Odnosno, nisu u stanju da komutiraju velike tokove energije uz pomoć malih. Oni samo obezbeđuju galvansku izolaciju ulaza od izlaza, pa otuda i njihov naziv - fotoelektrični izolator (slika 5).

Rice. 5.

Zašto je takva „nepouzdanost“ neophodna? Činjenica je da uređaji serije PVI proizvode, po prijemu ulaznog signala, električni izolirani jednosmjerni napon, koji je dovoljan za direktnu kontrolu kapija MOSFET-a velike snage i IGBT-a. Zapravo, ovo je opto-relej, ali bez izlaznog prekidača, za koji programer može koristiti zasebni tranzistor prikladan za njegovu snagu.

PVI su idealni za aplikacije koje zahtijevaju prebacivanje velike struje i/ili visokog napona sa optičkom izolacijom između upravljačkog kola i strujnih kola velike snage.

Osim toga, serijski izolator PVI1050N sadrži dva istovremeno kontrolisana izlaza, što omogućava njihovo serijsko ili paralelno povezivanje kako bi se obezbedila veća kontrolna struja (MOC) ili viši upravljački napon (IGT). Tako, u stvari, možete dobiti izlazni signal od 10 V / 5 μA kada se povežete u seriju i 5 V / 10 μA kada se povežete paralelno.

Dva izlaza PVI1050N mogu se koristiti odvojeno, pod uslovom da razlika potencijala između izlaza ne prelazi 1200 VDC.

Uređaji ove serije se proizvode u 8-pin DIP paketima i koriste se u organizaciji upravljanja snažnim opterećenjima, pretvaračima napona itd.

PVR13: dvostruki brzi relej

Glavna karakteristika ove serije je prisustvo dva nezavisna releja u jednom kućištu (slika 6), od kojih se svaki može povezati kao tip “A”, “B” ili “C” (za objašnjenje tipova, vidi gore u opisu PVT312). Maksimalni napon komutacija 100 V (DC/AC), struja 300 mA. Inače, ovaj relej je po obimu i karakteristikama blizak PVA33 i takođe je namenjen za prebacivanje analognih signala srednje frekvencije (do stotine kiloherca).

Rice. 6.

Dostupan u DIP paketima sa 16 pinova sa pinovima za montažu kroz otvor.

Glavne karakteristike IR optoelektronskih releja prikazane su u tabeli 1.

Tabela 1. Parametri IR optoelektronskih releja

Karakteristike	PVA33	PVT312	PVG612N	PVDZ172N	PVX6012
Ulazne karakteristike
Minimalna upravljačka struja, mA	1…2	2	10	10	5
Max. kontrolna struja za boravak u zatvorenom stanju, mA	0,01	0,4	0,4	0,4	0,4
Raspon kontrolne struje (potrebno ograničenje struje!), mA	5…25	2…25	5…25	5…25	5…25
Maksimalni reverzni napon, V	6	6	6	6	6
Izlazne karakteristike
Raspon radnog napona, V	0…300	0…250	0…60	0…60 (konstantno)	280 (AC)/400 (DC)
Maksimalna trajna struja opterećenja na 40°C, A	0,15	-	-	1,5	1
A conn. (post ili varijabla)	-	0,19	1	-	-
U vezi (brzo.)	-	0,21	1,5	-	-
Sa vezom (brzo.)	-	0,32	2	-	-
Maksimalna impulsna struja, A	-	-	2,4	4	ne ponavljanje. 5 A (1 sek.)
Otpor u otvorenom stanju, ne više, Ohm	24	-	-	0,25	-
A conn.	-	10	0,5	-	-
U vezi	-	5,5	0,25	-	-
Sa vezom	-	3	0,15	-	-
Otpor u zatvorenom stanju, ne manji, MOhm	10000	-	100	100	-
Vrijeme uključivanja, ne više. ms	0,1	3	2	2	7
Vrijeme gašenja, ne više, ms	0,11	0,5	0,5	0,5	1
Izlazni kapacitet, ne više, pF	6	50	130	150	50
Brzina porasta napona, ne manje, V/µs	1000	-	-	-	-
Ostalo
Električna čvrstoća izolacije "ulaz-izlaz", V (SCR)	4000	4000	4000	4000	3750
Otpor izolacije, ulaz-izlaz, 90 V DC, ohma	1012	1012	1012	1012	1012
Ulazno-izlazni kapacitet, pF	1	1	1	1	1
Maksimalna temperatura kontaktnog lemljenja, °C	260	260	260	260	260
Radna temperatura, °C	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85
Temperatura skladištenja, °C	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100

Primjena optoelektronskih releja IR

Kontrolni sistemi. U ACS sučeljima, jedan od gorućih problema je organizacija komunikacije između upravljačkih i komutiranih kola, osiguravajući pouzdanu galvansku izolaciju. Odnosno, potrebno je organizirati prijenos informacija (na primjer, signala aktuatoru) bez električnog kontakta. Jedan od prvih uređaja ove vrste bili su elektromehanički releji, u kojima se informacija prenosila putem magnetno polje. Međutim, prisustvo mehaničkih delova dovelo je do iskrenja kontakata i niskih performansi takvih sistema.

Korišćenje prenosa signala kroz svetlosni tok (optoelektronski releji) u interfejsima automatizovanog sistema upravljanja (Sl. 7) u poređenju sa elektromehaničkim prekidačima obezbeđuje veću pouzdanost, brzinu prebacivanja, izdržljivost i bolje pokazatelje težine i veličine; i prednost u odnosu na elektronski prekidači— odsustvo zajedničke tačke i međusobnog uticaja strujnih kola tokom prebacivanja.

Rice. 7.

Prisustvo galvanske izolacije u upravljačkom sistemu jedno je od bitnih svojstava prekidača, jer omogućava vam stvaranje odvojenih kontrolnih tokova, što zauzvrat omogućava da se osigura električna neovisnost informacija i izvršnih zona sistema. Optička galvanska izolacija izoluje mikroelektronsku upravljačku opremu od visokostrujnih i visokonaponskih kola perifernih izvršnih uređaja, što dovodi do povećanja otpornosti na buku, vijeka trajanja i smanjenja cijene takve opreme.

Rice. 8.

Još jedna neophodna funkcija u mjernoj opremi je prebacivanje režima rada (mjerni opseg, pojačanje, vrsta priključka, itd.), što se prethodno izvodilo mehanički. Na primjer, za mjerenje napona, voltmetar je spojen na kolo paralelno, dok je za mjerenje struje potrebno serijska veza mjerna oprema sa strujnim krugom. U nekim instrumentima, za implementaciju takvog prekidača, bilo je potrebno koristiti još jedan ulaz, mehanički prebacujući mjernu liniju. Ovo je prilično nezgodno u slučaju čestih promjena mjernog parametra, pa se korištenjem optoelektronskih releja može efikasno riješiti ovaj problem, značajno povećavajući jednostavnost korištenja uređaja.

S druge strane, u sistemima za prikupljanje podataka potreba za korištenjem opto-releja često je zbog velike vjerovatnoće oštećenja osjetljivih ulaznih kola mjerne opreme (analogno-digitalni i frekventni pretvarači). Takav neželjeni efekat može nastati, na primjer, zbog velike dužine provodnika od primarnog pretvarača do mjernog elementa, što doprinosi indukciji elektrostatičkih smetnji. Osim toga, značajan uticaj mogu imati i prolazni procesi prilikom uključivanja/isključivanja opreme i greške u njenoj upotrebi, na primjer, prisustvo ulaznog signala velike amplitude tokom nestanka struje.

Svi ovi faktori dovode do potrebe za korištenjem galvanske izolacije. Primjer je relej serije PVT312L sa ugrađenim aktivnim krugom za suzbijanje valovitosti struje, koji se može efikasno koristiti u uređajima povezanim s dugim provodnicima ili koji rade u teškim elektromagnetnim uvjetima (žičani sustavi za nadzor okoliša u preduzećima, industrijski mjerni pretvarači).

Telekomunikacije. Upotreba opto-releja u oblasti komunikacija također je obećavajuće područje. Postoji nekoliko jedinstvenih funkcija koje se mogu efikasno implementirati koristeći prednosti opto releja. Ovo uključuje galvansku izolaciju između modema i telefonske linije kako bi se spriječila oštećenja povezana s elektrostatičkim (uključujući munje) pražnjenjima; implementacija specifičnih funkcija telefonske opreme (pulsno i tonsko biranje, povezivanje i određivanje statusa linije) itd.

Zaključak

Posljednjih godina postoji trend stalnog povećanja potražnje za optoelektronskim relejima iz IR. Glavni potrošači čvrstih releja su industrijski divovi naše zemlje - preduzeća za proizvodnju instrumenata i transporta, velike državne korporacije Rostelecom, Rosatom, Ruske željeznice. Proizvođači cijene udobnost i visoku vrijednost tehničke specifikacije IR releji za industrijsku primjenu.

S druge strane, zahtjevi za pouzdanošću elektronske opreme iz vojne i svemirske industrije stalno rastu. Pitanje je veoma relevantno, koje zahteva specifičnost tehnička rješenja, što će smanjiti kvarove opreme tokom rada. Nitko od stručnjaka ne sumnja da poluprovodnički releji mogu povećati pouzdanost opreme posebne namjene.