Běžně používaná izolační zařízení v elektrických aplikacích zahrnují optočleny, relé a transformátory.
Optočleny patří k tokem řízeným součástem, které přenášejí signály prostřednictvím světla jako média: elektřina → světlo → elektřina. Vstupní konec je světlo emitující dioda a výstupní konec je fotocitlivý polovodič. Základní aplikací optočlenů je izolace, běžně používaná v systémech, kde neexistuje žádná společná zem mezi vstupem a výstupem. Takže napěťový odpor mezi vstupem a výstupem může dosáhnout tisíců voltů.
Mnoho komunikačních modulů je také izolováno optočleny, což usnadňuje propojení mezi různými systémy bez ohledu na to, zda jsou uzemněné nebo ne.
Při použití lineárního optočlenu pro přenos spínacích signálů je nutné přiměřeně přizpůsobit vstupní odpor. Na obrázku 1 je vstupní odpor 360 Ω, propustný úbytek napětí na vstupu optočlenu je asi 1V, vstupní proud IC je (5-1)/360 ≈ 11mA, výstupní impedance optočlenu CE je více než 200 Ω a impedance cívky HFD2 relé je 2880 Ω. V tomto okamžiku lze relé normálně ovládat. Pokud se proud IC sníží, zvýší se impedance CE, což způsobí, že relé nebude normálně buzeno.
Lineární optočleny se používají hlavně pro simulaci přenosu signálu, s výstupem ekvivalentním proměnnému rezistoru. Ve spínaných napájecích zdrojích je běžné používat optočlen jako zpětnou vazbu k izolaci vysokého a nízkého napětí. Běžně používané jsou EL817. Jak již bylo zmíněno v předchozím příkladu, běžně se používá také pro spínací signály.
Výstupní napětí spínaného zdroje je izolováno lineárním optočlenem a přiváděno zpět do řídicího čipu, aby se dosáhlo nastavení výstupního napětí v reálném čase.
Nelineární optočleny se používají hlavně pro přenos signálů spínačů (nebo digitálních signálů) a běžně používané řady 4N zahrnují 4N25 a 4N26; Kromě toho existují vysokorychlostní optočleny jako 6N136, 6N137 atd. Běžně se používá pro izolaci komunikace a řízení PWM vln (což může účinně snížit elektromagnetické rušení), pro určení, zda se jedná o vysokorychlostní optočlen, a pro zkontrolujte, zda je v datovém manuálu uvedeno High speed (1 Mbps, 10 Mbps).
hlavní body
① Základní aplikací optočlenů je izolační funkce;
② Při stejném napětí, když jsou vstupní odpor a výstupní odpor lineárního optočlenu stejné, je výstupní proud IC v zásadě konzistentní se vstupním proudem IF; I když se vstupní a výstupní napětí liší, lze dosáhnout přizpůsobení odporu mezi výstupem a vstupem;
③ Pro spínání signálů lze použít lineární i nelineární optočleny, zatímco nelineární optočleny nelze použít jako náhradu v obvodech lineárních optočlenů.
④ Nelineární optočleny mají rychlejší odezvu než lineární optočleny, podobně jako mají komparátory rychlejší odezvu než operační zesilovače.