مقرنات البصريات - الأنواع والتطبيقات

تتكون عوازل البصريات أو قارنات البصريات من جهاز انبعاث للضوء وجهاز حساس للضوء ، وكلها ملفوفة في عبوة واحدة ، ولكن بدون اتصال كهربائي بينهما ، فقط شعاع من الضوء. يكون باعث الضوء دائمًا مصباح LED. قد يكون الجهاز الحساس للضوء عبارة عن ديود ضوئي أو ترانزستور ضوئي أو أكثر من الأجهزة الباطنية مثل الثايرستور و TRIACs وما إلى ذلك.

تستخدم الكثير من المعدات الإلكترونية في الوقت الحاضر قارنة التوصيل في الدائرة. تسمح قارنات التوصيل أو التي يشار إليها أحيانًا باسم المعزل الأمثل لدائرتين بتبادل الإشارات ومع ذلك تظل معزولة كهربائيًا. يتم تحقيق ذلك عادةً باستخدام الضوء لترحيل الإشارة. يستخدم التصميم القياسي لدارات المقرنة الاختيارية مصباح LED ساطعًا على ترانزستور ضوئي - عادةً ما يكون ترانزستور npn وليس pnp. يتم تطبيق الإشارة على الصمام ، والذي يضيء بعد ذلك على الترانزستور في IC.

يتناسب الضوء مع الإشارة ، لذلك يتم نقل الإشارة إلى الترانزستور الضوئي. قد تأتي قارنات الاختيار أيضًا في وحدات قليلة مثل SCR ، أو الثنائيات الضوئية ، أو TRIAC لمحول أشباه الموصلات الأخرى كمخرج ، والمصابيح المتوهجة ، أو مصابيح النيون أو مصدر ضوء آخر.

الأكثر استخدامًا هو المقرن البصري MOC3021 ، وهو عبارة عن مزيج من نوع الصمام الثنائي الباعث للضوء. يتم توصيل هذا IC بمتحكم دقيق ويتم توصيل مؤشر LED في سلسلة بـ IC ، والذي يضيء للإشارة إلى منطق النبض العالي من المتحكم الدقيق حتى نتمكن من معرفة أن التيار يتدفق في LED الداخلي لـ opto-IC. عندما يتم إعطاء المنطق المرتفع يتدفق التيار عبر LED من pin1 إلى 2. لذلك في هذه العملية يقع ضوء LED على DIAC مما يؤدي إلى إغلاق 6 و 4. خلال كل نصف دورة يتدفق التيار عبر البوابة والمقاوم المتسلسل ومن خلال opto-diac للثايرستور / التيرستورات الرئيسي ليقوم بتشغيل الحمل.

يوجد مقرن البصريات عادة في دائرة إمداد الطاقة في وضع التبديل في العديد من المعدات الإلكترونية. وهو متصل بين القسمين الأساسي والثانوي من مصادر الطاقة. تطبيق أو وظيفة قارنة التوصيل البصري في الدائرة هي:

1. مراقبة الجهد العالي
2. أخذ عينات الجهد الناتج للتنظيم
3. نظام التحكم الجزئي لتشغيل / إيقاف تشغيل الطاقة
4. عزل الأرض

هذا هو المبدأ المستخدم في Opto − Diacs ، تتوفر Opto-Diacs في شكل دوائر متكاملة ويمكن تنفيذها باستخدام دوائر بسيطة.

ما عليك سوى توفير نبضة صغيرة في الوقت المناسب للديود الباعث للضوء في العبوة. ينشط الضوء الناتج عن LED الخصائص الحساسة للضوء في diac ويتم تشغيل الطاقة. عادةً ما يكون العزل بين دوائر الطاقة المنخفضة والطاقة العالية في هذه الأجهزة المتصلة بصريًا عدة آلاف من الفولتات.

وصف Opto-Diacs Pin:

4 قارنات بصرية مختلفة متوفرة

1. MOC3020

يأتي في 6-pin DIP موضح بالشكل:

مبدأ العمل لـ MOC3020:

تم تصميم MOC3020 للتفاعل بين أدوات التحكم الإلكترونية وتيرستورات الطاقة للتحكم في الأحمال المقاومة والحثية لعمليات بطالة. المبدأ المستخدم في قارنة التوصيل البصري هو أن MOC متاحة على الفور في شكل دائرة متكاملة ولا تتطلب دوائر معقدة للغاية لجعلها تعمل. ما عليك سوى إجراء نبضة صغيرة في الوقت المناسب لمصباح LED الموجود في العبوة. ينشط الضوء الناتج عن LED الخصائص الحساسة للضوء في diac ويتم تشغيل الطاقة. عادةً ما يكون العزل بين دوائر الطاقة المنخفضة والطاقة العالية في هذه الأجهزة المتصلة بصريًا بضعة آلاف من الفولتات.

ميزات MOC3020:

• خرج محرك 400 V Photo-TRIAC
• مصدر الأشعة تحت الحمراء الغاليوم-أرسينيد-ديود ومحرك التيرستورات السيليكون المرتبط بصريًا
• عزل عالي - 500 Vpeak
• سائق الإخراج مصمم ل 220 فولت
• معيار DIP بلاستيكي بستة أطراف
• قابلة للتبديل مباشرة مع Motorola MOC3020 و MOC3021 و MOC3022

التطبيقات النموذجية لـ MOC3020:

• ضوابط الملف اللولبي / الصمام
• كوابح المصباح
• ربط المعالجات الدقيقة بالأجهزة الطرفية 115/240 Vac
• ضوابط المحرك
• المصابيح المتوهجة المخفتات

تطبيق MOC3020:

الدائرة الموضحة أدناه هي دائرة نموذجية تستخدم للتحكم في حمل التيار المتردد من متحكم دقيق ، يمكن توصيل مؤشر LED واحد في سلسلة مع MOC3021 ، LED للإشارة إلى متى يتم إعطاء ارتفاع من وحدة تحكم دقيقة بحيث يمكننا معرفة أن التيار يتدفق في LED الداخلي لـ المقرن البصري. الفكرة هي استخدام مصباح طاقة يتطلب تنشيطه التيار المتردد بدلاً من جهد التيار المستمر. بهذه الطريقة ، مصدر طاقة التيار المتردد الرئيسي الذي نحاول تبديل المصباح فيه ولا نحتاج إلى مصدر طاقة خارجي. لتبديل تيار التيار المتردد إلى المصباح ، يتعين علينا استخدام التيرستورات المقترن بصريًا ، ويظهر المصباح و diac في الدائرة أدناه. يُقال أن التيرستورات يعمل كمفتاح تحكم بالتيار المتردد لديها ثلاث محطات M1 و M2 والبوابة. يتم توصيل TRIAC وحمل المصباح والجهد الكهربائي في سلسلة. عندما يكون العرض قيد التشغيل في دورة موجبة ، يتدفق التيار عبر المصباح ، والمقاومات ، و diac ، والبوابة ويصل إلى العرض ثم يضيء المصباح فقط لنصف الدورة مباشرة من خلال طرفي M2 و M1 من التيرستورات. في نصف دورة سالبة يتكرر نفس الشيء. وبالتالي يضيء المصباح في كلتا الدورتين بطريقة خاضعة للرقابة اعتمادًا على نبضات التشغيل عند المعزل البصري كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. إذا تم إعطاء هذا إلى محرك بدلاً من المصباح ، فسيتم التحكم في الطاقة مما يؤدي إلى التحكم في السرعة.

2- MOC3021

MOC3021 عبارة عن قارنات بصرية مصممة لتحريك TRIACS. باستخدام هذا يمكننا التشغيل في أي مكان في الدورة ، لذلك يمكننا تسميتها على أنها مقرنة بصرية غير صفرية. تستخدم MOC3021 على نطاق واسع للغاية ويمكن الحصول عليها بسهولة من العديد من المصادر. يأتي في 6-pin DIP كما هو موضح في الشكل.

MOC3021 (مقرنة بصرية)

دبوس الوصف:

دبوس 1: الأنود

دبوس 2: كاثود

دبوس 3: لا يوجد اتصال (NC)

دبوس 4: المحطة الرئيسية

دبوس 5: لا يوجد اتصال (NC)

دبوس 6: المحطة الرئيسية

سمات:

• خرج محرك 400 فولت للصور التيرستورات
• مصدر الأشعة تحت الحمراء الغاليوم-أرسينيد-دايود ومحرك التيرستورات السيليكون المرتبط بصريًا
• عزل عالي 7500 فولت ذروة
• سائق الإخراج مصمم ل 220 فولت
• معيار DIP بلاستيكي بستة أطراف

هناك العديد من تطبيقات MOC3021 مثل أدوات التحكم في الملف اللولبي / الصمام ، وكوابح المصباح ، وربط المعالجات الدقيقة بالأجهزة الطرفية 115/240 Vac ، وأجهزة التحكم في المحرك ومخفتات الإضاءة المتوهجة.

تطبيق MOC3021:

من الدائرة التالية ، الأكثر استخدامًا هو المقرن البصري MOC3021 مع تركيبة من نوع الصمام الثنائي الباعث للضوء. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء استخدام هذا مع متحكم ويمكن توصيل مؤشر LED واحد في سلسلة مع MOC3021 ، LED للإشارة إلى متى يتم إعطاء ارتفاع من وحدة تحكم دقيقة بحيث يمكننا معرفة أن التيار يتدفق في LED الداخلي لمقرن البصريات. عندما يتم إعطاء المنطق المرتفع ، يتدفق التيار عبر LED من السن 1 إلى 2. لذلك في هذه العملية ، يسقط ضوء LED على DIAC مما يتسبب في إغلاق 6 و 4. خلال كل نصف دورة يتدفق التيار عبر البوابة والمقاوم المتسلسل ومن خلال opto-diac للثايرستور / التيرستورات الرئيسي ليقوم بتشغيل الحمل.

3. MCT2E

هنا مقطع فيديو عن optocoupler MCT2E

تتكون كل من سلسلة MCT2E من أجهزة التوصيل البصري من زرنيخيد الغاليوم LED بالأشعة تحت الحمراء وترانزستور ضوئي من السيليكون NPN. يتم تعبئتها في حزمة DIP ذات 6 أسنان ومتوفرة في مسافات واسعة بين الرصاص.

دبوس 1: الأنود.

دبوس 2: كاثود.

دبوس 3: لا يوجد اتصال.

دبوس 4: باعث.

دبوس 5: جامع.

دبوس 6: القاعدة.

سمات:

• جهد اختبار العزل 5000 VRMS
• واجهات مع عائلات المنطق المشترك
• سعة اقتران المدخلات والمخرجات<0.5 pF
• الحزمة القياسية الصناعية ثنائية الخط ذات 6 أسنان
• متوافق مع توجيه RoHS 2002/95 / EC

يوجد المقرن البصري عادةً في دائرة إمداد الطاقة في وضع التبديل ، وقراءة قيادة الترحيل ، وأدوات التحكم الصناعية ، ومدخلات المنطق الرقمي وفي العديد من المعدات الإلكترونية

تطبيق MCT2E:

إنه مزيج من 1 LED وترانزستور. لا يتم استخدام دبوس 6 من الترانزستور بشكل عام وعندما يسقط الضوء على تقاطع القاعدة-الباعث ، فإنه يتحول ويذهب pin5 إلى الصفر.

• عندما يتم إعطاء الصفر المنطقي كمدخل ، فإن الضوء لا يسقط على الترانزستور ، لذلك لا يؤدي إلى أن يكون المنطق ناتجًا.
• عندما يتم إعطاء المنطق 1 كمدخل ، يسقط الضوء على الترانزستور بحيث يتم توصيله ، مما يجعل الترانزستور في وضع التشغيل ويشكل دائرة كهربائية قصيرة ، مما يجعل الناتج منطقيًا صفراً حيث أن جامع الترانزستور متصل بالأرض.

4. MOC363

تتكون أجهزة MOC3063 من الثنائيات الباعثة للأشعة تحت الحمراء لزرنيخيد الغاليوم المقترنة بصريًا بكاشفات السيليكون المتجانسة التي تؤدي وظائف الجهد الصفري الذي يعبر محركات الترياك الثنائية. وهو أيضًا DIP بستة أسنان كما هو موضح في الشكل:

دبوس الوصف:

دبوس 1: الأنود

دبوس 2: كاثود

دبوس 3: لا يوجد اتصال (NC)

دبوس 4: المحطة الرئيسية

دبوس 5: لا يوجد اتصال (NC)

دبوس 6: المحطة الرئيسية

سمات:

• التحكم المنطقي البسيط بقوة 115/240 فولت
• عبور الجهد الصفري
• dv / dt 1500 V / s نموذجي ، 600 V / s مضمونة
• تم التعرف على VDE
• تم الاعتراف بمختبرات التأمين (UL)

التطبيقات:

• ضوابط الملف اللولبي / الصمام
• مفاتيح الطاقة الثابتة
• ضوابط درجة الحرارة
• مشغلات ومحركات التيار المتردد
• ضوابط الإضاءة
• المقاولين E.M.
• مرحل الحالة الصلبة

عمل MOC3063:

من الدائرة ، لدينا مقرنة بصرية MOC3063 مع مجموعة من نوع LED SCR. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء استخدام مقرن البصريات هذا مع متحكم دقيق ومصباح LED واحد يمكن توصيله في سلسلة مع MOC3063 LED للإشارة إلى متى يتم إعطاء ارتفاع من وحدة التحكم الدقيقة بحيث يمكننا معرفة أن التيار يتدفق في LED الداخلي للمقرنة البصرية. عندما يتم إعطاء المنطق المرتفع ، يتدفق التيار عبر LED من السن 1 إلى 2. يسقط ضوء LED على SCR مما يتسبب في إغلاق 6 و 4 فقط عند التقاطع الصفري لجهد الإمداد. خلال كل نصف دورة يتدفق التيار عبر بوابة SCR ، والمقاوم المتسلسل الخارجي ومن خلال SCR للثايرستور / التيرستورات الرئيسي لتشغيل الحمل في بداية دورة التوريد دائمًا.

هنا مقطع فيديو لربط optocoupler بـ TRIAC