مقالات کیوتک

اوپتوکوپلرها

اوپتوکوپلرها؟

بهترین شکل حفاظت در بردهای الکترونیکی ارتباط نداشتن قطعات توسط PCB یا قطعات فلزی مانند سیم است. تصور کنید ما دو مجموعه در فاصله چندین متری از یکدیگر تاسیس کرده ایم و هر کدام از این مجموعه ها کارهای مرتبط به هم را انجام میدهند. مجموعه اول در حال بررسی کشتی های عبوری هستند و مجموعه دوم در حال تولید قطعات حساس و انتقال آنها می باشند. حال مجموعه اول به راحتی می تواند با ارسال یک پیام نوری مانند روشن کردن چراغ قوه مجموعه دوم را باخبر سازد تا محصول تولید شده ارسال گردد. این دو مجموعه کاری در یک راستا فعالیت میکنند و میتوانستند در کنار یکدیگر به فعالیت خود ادامه دهند اما این فاصله ایجاد شده سبب میگردد تا خطرات آتش سوزی و یا خطرات مخرب دیگر تنها یک مجموعه را درگیر سازد.

اپتوکوپلر هم دقیقا همین دو مجموعه را در درون خود پیاده سازی نموده است. یعنی یک ال ای دی یا یک لامپ در یک سمت میتواند فرمان را به یک گیرنده نوری یا فتوترانزیستور برساند. این بدان معنیست که قسمت اول مدار یک ولتاژ جهت روشن شدن ال ای دی میفرستد و یک ترانزیستور کلکتور و امیتر را اتصال کوتاه میکند تا ارتباط قسمت مورد نیز برقرار گردد. به عکس زیر توجه کنید…

مدار داخلی اپتوکوپلر چگونه است؟

تا حدی با دیدن این عکس  نمای داخلی یک اپتوکوپلر نمایان می شود، همانطور که می بینید اپتوکوپلر در داخل خود تشکیل شده است از یک دیود نورانی یا یک LED و یک فتوترانزیستور. این دیود برای روشن شدن نیاز به ۲.۵ تا ۳ ولت دارد تا فتوترانزیستور را تحریک کرده و اهم ایجاد شده میان پایه های کلکتور و امیتر پایین آمده و فرمان مناسب برای آی سی سوئیچینگ ارسال گردد.

معمولا در هر اپتوکوپلر حداقل دو پایه برای آند و کاتد دیود نوری و دو پایه هم برای کلکتور و امیتر فتوترانزیستور تعبیه شده است. هرگاه یک ولتاژ ایزولاسیون (معمولا ۳ تا ۵ ولت) را با رعایت قطب مثبت و منفی به آند و کاتد اپتوکوپلر متصل کنیم، فتوترانزیستور به محض دریافت نور ساطع شده از دیود نوری تحریک می‌شود و می‌تواند جریان را از خود عبور دهد.
نکته اصلی در رابطه با قابلیت‌های این قطعه اینجاست که ولتاژ ایزولاسیون (ولتاژ اعمال شده به دیود نوری) نسبت به ولتاژ عبوری از فتوترانزیستور کاملا ایزوله است و هیچ گونه اتصال فیزیکی میان آن‌ها برقرار نمی‌شود. شما می‌توانید یک ولتاژ ۵ ولت را از میکروکنترلر به آند و کاتد اپتوکوپلر اعمال کنید و توسط آن عبور یک ولتاژ بالا یا یک جریان پر از نویز را از فتوترانزیستور کنترل کنید؛ بدون آن که ذره‌ای از آن نویز وارد مدار اصلی شما شود و یا در عملکرد میکروکنترلر اختلال ایجاد کند. به عنوان مثال اگر بخواهیم از طریق میکروکنترلر مستقیما به موتوری فرمان بدهیم یا رله‌ای را فعال کنیم ممکن است عمکرد موتور باعث ایجاد نویز شده و بر روی عملکرد میکروکنترلر یا مدار فرمان تاثیر بگذارد و باعث اختلال در سیستم شود؛ اما اپتوکوپلر این دو قسمت را کاملا از هم مجزا می‌کند.
یکی دیگر از کاربردهای این قطعه استفاده در قسمت فیدبک برخی از منابع تغذیه سوییچینگ است. اگر یک شارژر گوشی موبایل را بازکنید، حتما درون آن یک اپتوکوپلر خواهید دید.
اپتوکوپلر‌ها همانند سایر قطعات الکترونیکی بسیار متنوع اند و در انواع گوناگون و برای کاربردهای مختلف تولید می‌شوند. مثلا برخی از آن‌ها همانند PC۸۱۷ دارای خروجی ترانزیستور هستند. این ترانزیستور ممکن است NPN یا PNP و یا حتی دارلینگتون باشد.

انواع اپتوکوپلر در بردهای الکترونیکی

اپتوکوپلر در مدارات الکترونیکی حساس بسیار مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع از قطعات الکترونیکی در دسته آی سی ها قرار میگیرند. بیشترین نوع مورد استفاده از اپتوکوپلرها همین نوع فتوترانزیستور می باشد که در بردهای تغذیه آیفون تصویری یا مدارهای تغذیه موجود است (در آیفون تصویری تنها در برد تغذیه موجود است). اپتوکوپلرها بر اساس کارایی به چند دسته تقسیم میگردند…

  • اپتوکوپلر با فتوترانزیستور
  • اپتوکوپلر با فوتو دارلینگتون ترانزیستور
  • اپتوکوپلر با فوتو ترایاک
  • اپتوکوپلر با فوتو تریستور

دیدگاهتان را بنویسید