Opto-izoliatorius arba optinė jungtis, sutrumpinta kaip OC, taip pat žinomas kaip optinis jungtis, optinis izoliatorius arba opto-izoliatorius, sutrumpintas kaip opto-jungtis, yra tam tikras svarbus elektroninis komponentas, plačiai naudojamas daugelyje sričių, pvz., ryšių, pramonės valdymo, medicinos įrangos ir kt. Šiame straipsnyje supažindinsime su fotomovos komponentų techniniu principu, klasifikacija, pagrindiniais parametrais ir taikymo pavyzdžiais, kad skaitytojai galėtų visapusiškai ir nuodugniai suprasti.
I. Fotoelektrinio movos elemento techninis principas
Fotosujungimo elementas yra naudoti šviesą kaip terpę elektriniams signalams perduoti į įrenginių grupę, jo pagrindinė funkcija yra palaikyti įprastą elektros signalo įvestį, išvestis turi gerą izoliaciją tarp būtinybės perduoti elektrinį signalą per perdavimo metodo izoliacijos sluoksnį. Optronas paprastai susideda iš trijų dalių: šviesos spinduliavimo, šviesos priėmimo ir signalo stiprinimo.
Šviesos emisija:įvesties elektrinis signalas skatina šviesą skleidžiantį šaltinį skleisti šviesą. Įprastas šviesos šaltinis yra infraraudonųjų spindulių šviesos diodas (LED), kuris elektros energiją paverčia tam tikro bangos ilgio šviesa.
Šviesos priėmimas:Jį priima fotodetektorius ir generuoja fotosrovę. Tarp spinduliuojančio šaltinio ir imtuvo bus uždaras optinis kanalas (dar žinomas kaip dielektrinis kanalas), imtuvas yra šviesos jutiklis, jaučiantis tam tikrą šviesos bangos ilgį, gali būti tiesiogiai konvertuojamas į elektros energiją, taip pat gali būti moduliuojamas šiuo signalu į išorinio maitinimo šaltinio teikiamą srovę. Įprasti imtuvai yra fotorezistoriai, fotodiodai, fototranzistoriai, silicio valdomi lygintuvai (SCR) arba TRIAC.
Signalo stiprinimas:fotosrovė po išėjimo dar sustiprinama, taip užbaigiant elektrinį - optinį - elektrinį konversiją, atlieka įvesties, išvesties, izoliacijos vaidmenį.
Kadangi optrono įvestis ir išvestis yra izoliuoti vienas nuo kito, jis turi gerą elektros izoliaciją ir atsparumą{0}}trukdžiams. Tuo pačiu metu optrono įvestis priklauso dabartiniam-mažos varžos komponentų-tipo darbui, turi stiprią bendro režimo atmetimo galimybę. Todėl tai yra ilgų linijų perdavimo informacija, nes terminalo izoliavimo elementas gali labai pagerinti signalo -ir -triukšmo santykį, kompiuteriniame skaitmeniniame ryšyje ir momentiniame valdyme kaip signalo izoliavimo sąsajos įrenginyje gali labai padidinti jo darbo patikimumą.
II. Klasifikacijos optinių jungčių komponentai
Fotojungimo elementus galima suskirstyti į analoginius ir skaitmeninius dviejų tipų, sudarytus iš šviesos siųstuvo ir šviesos detektoriaus. Įprastas fotoelektrinis sujungimo elementas yra šviesos diodas (LED) ir fototranzistorius (arba kitų tipų šviesai jautrūs komponentai) nepermatomoje pakuotėje. Pagal skirtingus klasifikavimo kriterijus fotosujungimo elementai gali būti toliau skirstomi:
Pagal optinį kelią:Galima suskirstyti į išorinį optinio kelio fotojungiklį (taip pat žinomą kaip fotoelektrinį pertraukiamą detektorių) ir vidinį optinio kelio fotojungiklį.
Išorinio optinio kelio fotojungtis:optinis kelias yra iš dalies veikiamas išorinės aplinkos, taikomas didesnio optinio diapazono poreikiui arba specialioms optinio kelio progoms.
Vidinė optinio kelio fotosauka:optinis kelias iš dalies įdėtas į įrenginio vidų, kompaktiška struktūra, tinkanti progoms, kurioms nereikia didelio optinio kelio.
Pagal išvesties tipą:Galima suskirstyti į analoginį ir skaitmeninį fotojungtuvą.
Analoginis optronas:išvesties signalas yra nuolat kintantis analoginis dydis, tinkamas analoginiams signalams perduoti ir izoliuoti.
Skaitmeninis optronas:išvesties signalas yra atskiras skaitmeninis dydis, tinkamas skaitmeniniam signalui perduoti ir izoliuoti.
Pagal pakuotės formą:galima suskirstyti į DIP (dvigubą{0}}liniją), SOP (mažų kontūrų paketą), SMD (paviršinio montavimo įrenginį) ir pan.
DIP paketas:tinka įterpti į tradicines PCB plokštes.
SOP ir SMD paketai:moderniems didelio{0}}tankio PCB plokščių montavimui.
III. Pagrindiniai optoelektroninės movos komponentų parametrai
Fotoelektrinės jungties komponentai, kurių veikimo parametrai turi didelę įtaką jo taikymo poveikiui, turi keletą pagrindinių parametrų:
Atbulinės srovės IR:srovė, tekanti diode, kai nurodyta atvirkštinė darbinė įtampa VR pridedama prie abiejų bandomojo vamzdelio galų.
Atbulinės eigos gedimo įtampa VBR:įtampos kritimas tarp polių, kai bandomu vamzdžiu praeina atvirkštinė srovė IR, yra nurodyta vertė.
Priekinės įtampos kritimas VF:Įtampos kritimas tarp teigiamų ir neigiamų gnybtų, kai tiesioginė srovė per diodą yra nurodyta vertė.
Persiųsti dabartinį IF:Srovė, tekanti diodu, kai abiejuose bandomojo vamzdžio galuose yra taikoma tam tikra tiesioginė įtampa.
Dabartinis perdavimo koeficiento PR:Kai išėjimo vamzdžio darbinė įtampa yra nurodyta vertė, šviesos diodo išėjimo srovės ir tiesioginės srovės santykis yra srovės perdavimo koeficientas CTR. CTR yra svarbus optrono perdavimo efektyvumo rodiklis.
Impulso kilimo laikas tr ir kritimo laikas tf:optronas nurodytomis veikimo sąlygomis, šviesos diodo įvesties nurodyta srovės IFP impulsinė banga, išvesties vamzdis išvedamas atitinkama impulso banga. Nuo 10% iki 90% išėjimo impulso priekinio krašto amplitudės, laikas, reikalingas impulso kilimo laikui tr; nuo 90% iki 10% išėjimo impulso galinio krašto amplitudės, laikas, reikalingas impulso kritimo laikui tf. Šie du parametrai atspindi optrono atsako greitį.
Izoliacijos įtampa Vio:izoliacijos atsparumo įtampa tarp optrono įvesties ir išėjimo. Tai atspindi optrono elektros izoliavimo galimybę.
Izoliacijos talpa Cio ir izoliacijos varža Rio:atitinkamai talpos vertė ir izoliacijos varžos vertė tarp optrono įvesties ir išvesties gnybtų. Jie turi didelę įtaką optrono jungties atsparumui-trukdžiams ir stabilumui.
IV. Fotomovos elementų taikymo pavyzdžiai
Optinio ryšio komponentai yra plačiai naudojami daugelyje sričių dėl savo unikalių elektros izoliacijos ir signalo perdavimo charakteristikų. Toliau pateikiami keli tipiniai taikymo pavyzdžiai:
Optinio ryšio pramonė:Optinio ryšio srityje fotoelementas, kaip pagrindinė signalo konvertavimo ir izoliavimo grandis, efektyviai garantuoja stabilų ryšio signalų perdavimą ir efektyvų apdorojimą. Populiarėjant 5G technologijai ir staigiai išaugus duomenų perdavimo spartos ir pajėgumo paklausai, optronų vaidmuo tapo ryškesnis.
Daiktų internetas (IoT):Duomenims sąveikaujant tarp daiktų interneto galinių įrenginių ir debesies platformos, opto{0}}jungtys užtikrina patikimą elektros izoliaciją ir signalo perdavimą, o tai garantuoja stabilų daiktų interneto sistemos veikimą.
Pramoninė automatika:Pramoninės automatikos valdymo sistemose optronai plačiai naudojami PLC (programuojamuose loginiuose valdikliuose), jutikliuose, vykdymuose ir kitoje pagrindinėje įrangoje dėl didelio patikimumo ir stiprios anti{0}}trukdžių galimybės. Realizuodami elektrinę izoliaciją tarp grandinių, opto-jungtys efektyviai apsaugo nuo sudėtingos elektromagnetinės aplinkos trukdžių valdymo signalams pramonėje, užtikrindamos stabilų automatikos valdymo sistemos veikimą.
Buitinė elektronika:Nešiojamuose įrenginiuose, pvz., išmaniuosiuose telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose, nešiojamuose įrenginiuose, opto{0}}jungtys atlieka pagrindinį vaidmenį valdant energiją, perduodant signalą ir kitais aspektais. Jie ne tik pagerina įrenginių veikimą ir stabilumą, bet ir sumažina energijos sąnaudas bei elektromagnetinius trukdžius.
Naujos energetinės transporto priemonės:Naujų energetinių transporto priemonių srityje optronai vis dažniau naudojami kaip pagrindinė baterijų valdymo sistemos (BMS) ir variklio valdymo sistemos. Jie pagerina transporto priemonių saugą ir energijos vartojimo efektyvumą bei prisideda prie nuolatinės naujų energetinių transporto priemonių technologijų pažangos.
Medicinos prietaisai ir biotechnologijos:Medicinos prietaisuose optronai realizuoja elektros izoliaciją, efektyviai sumažindami pacientų elektros smūgio riziką dėl įrangos gedimo. Tuo tarpu biotechnologijų srityje optronai gali tiksliai aptikti biologinius signalus dėl savo didelio jautrumo, o tai suteikia tvirtą techninę paramą gyvybės mokslų tyrimams, medicininei diagnostikai ir gydymui.
V. Išvada ir perspektyva
Kaip svarbus elektroninis komponentas, opto{0}}jungties komponentai atlieka nepakeičiamą vaidmenį daugelyje sričių, pvz., ryšių, pramonės valdymo, medicinos įrangos ir pan. Nuolat tobulėjant technologijoms ir nuolat plečiantis taikymo reikalavimams, optoelektroninių sujungimo elementų veikimas ir tipai taip pat gerėja ir praturtėja. Ateityje fotoelektrinės movos komponentai judės didesnio greičio, didesnio patikimumo, mažesnio energijos suvartojimo ir mažesnių paketų link, kad atitiktų šiuolaikinių elektroninių sistemų reikalavimus dėl didelio našumo, didelio tankio ir didelio patikimumo. Kartu fotoelektrinių movų komponentų integravimas ir suliejimas su kitais elektroniniais komponentais taip pat taps svarbia ateities plėtros tendencija, suteiksiančia daugiau galimybių diegti ir tobulinti elektronines sistemas.