- 광 커플러의 내부 구조
- 광 커플러의 유형
- 광 트랜지스터 옵토 커플러
- 포토 달링턴 트랜지스터 옵토 커플러
- Photo-TRIAC 옵토 커플러
- Photo-SCR 기반 광 커플러
- 옵토 커플러의 응용
- DC 회로 스위칭을위한 옵토 커플러 :
- AC 전압 감지를위한 옵토 커플러 :
- DC 전압을 사용하여 AC 회로를 제어하기위한 옵토 커플러 :
옵토 커플러 는 두 개의 절연 된 회로간에 전기 신호를 전송하는 전자 부품입니다. Opto-isolator, photo coupler 또는 optical isolator라고도하는 Optocoupler.
종종 회로, 특히 저전압 또는 노이즈에 매우 민감한 회로에서 옵토 커플러는 전기 충돌 가능성을 방지하거나 원치 않는 노이즈를 배제하기 위해 회로를 분리하는 데 사용됩니다. 현재의 상업 시장에서 우리는 25kV / us 전압 과도 사양의 내전압 용량을 출력하기 위해 10kV ~ 20kV 입력을 가진 옵토 커플러를 구입할 수 있습니다 .
광 커플러의 내부 구조
이것은 광 커플러의 내부 구조입니다. 왼쪽 핀 1과 핀 2가 노출되면 LED (Light Emitting Diode)이고 LED 는 감광성 트랜지스터에 적외선을 방출 합니다.오른쪽에. 광 트랜지스터는 일반적인 BJT 트랜지스터와 마찬가지로 컬렉터와 이미 터로 출력 회로를 전환합니다. LED의 강도는 광 트랜지스터를 직접 제어합니다. LED는 다른 회로로 제어 할 수 있고 포토 트랜지스터는 다른 회로를 제어 할 수 있으므로 두 개의 독립적 인 회로를 옵토 커플러로 제어 할 수 있습니다. 또한 광 트랜지스터와 적외선 LED 사이의 공간은 투명하고 비전 도성 물질입니다. 두 개의 다른 회로를 전기적으로 분리합니다. LED와 광 트랜지스터 사이의 속이 빈 공간은 유리, 공기 또는 투명 플라스틱을 사용하여 만들 수 있으며 전기 절연은 훨씬 더 높으며 일반적으로 10kV 이상입니다.
광 커플러의 유형
많은있다 광 커플러의 다른 유형이 자신의 요구와 스위칭 기능을 기반으로 시판되고있다. 용도에 따라 주로 4 가지 유형의 옵토 커플러를 사용할 수 있습니다.
- Photo Transistor 를 사용하는 Opto-coupler.
- Photo Darlington Transistor 를 사용하는 옵토 커플러.
- Photo TRIAC 을 사용하는 광 커플러.
- Photo SCR 을 사용하는 광 커플러.
광 트랜지스터 옵토 커플러
상단 이미지에서 내부 구조는 포토 트랜지스터 옵토 커플러 내부에 표시됩니다. 트랜지스터 유형은 PNP 또는 NPN이 될 수 있습니다.
포토 트랜지스터는 출력 핀 가용성에 따라 두 가지 유형이 더있을 수 있습니다. 왼쪽의 두 번째 이미지에는 트랜지스터의베이스와 내부적으로 연결된 추가 핀아웃이 있습니다. 이 핀 6은 광 트랜지스터의 감도를 제어하는 데 사용됩니다. 종종 핀은 높은 값의 저항을 사용하여 접지 또는 음극과 연결하는 데 사용됩니다. 이 구성에서는 노이즈 또는 전기적 과도 현상으로 인한 잘못된 트리거를 효과적으로 제어 할 수 있습니다.
또한 광 트랜지스터 기반 광 커플러를 사용하기 전에 사용자는 트랜지스터의 최대 정격을 알아야합니다. PC816, PC817, LTV817, K847PH 는 널리 사용되는 광 트랜지스터 기반 광 커플러입니다. 포토 – 트랜지스터 기반 광 커플러는 DC 회로 관련 절연에 사용 됩니다.
포토 달링턴 트랜지스터 옵토 커플러
상단 이미지에는 두 가지 유형의 기호가 있으며 Photo-Darlington 기반 광 커플러 의 내부 구성 이 표시됩니다.
Darlington Transistor 는 두 개의 트랜지스터 쌍으로 하나의 트랜지스터가 다른 트랜지스터베이스를 제어합니다. 이 구성에서 Darlington 트랜지스터는 높은 이득 기능을 제공합니다. 평소와 같이 LED는 적외선 LED를 방출하고 쌍 트랜지스터의베이스를 제어합니다.
이 유형의 옵토 커플러는 절연을 위해 DC 회로 관련 영역에서도 사용됩니다. 트랜지스터의베이스에 내부적으로 연결된 6 번째 핀은 이전에 포토 트랜지스터 설명에서 논의한 것처럼 트랜지스터의 감도를 제어하는 데 사용됩니다. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 은 광-달링턴 기반 광 커플러의 몇 가지 예입니다.
Photo-TRIAC 옵토 커플러
상단 이미지에는 내부 구조 또는 TRIAC 기반 광 커플러가 표시됩니다.
TRIAC는 주로 AC 기반 제어 또는 스위칭이 필요한 곳에 사용됩니다. LED는 DC를 사용하여 제어 할 수 있으며 TRIAC는 AC를 제어하는 데 사용됩니다. 옵토 커플러는이 경우에도 우수한 절연을 제공합니다. 다음은 Triac 응용 프로그램입니다. 포토 -TRIAC 기반 광 커플러의 예는 IL420 , 4N35 등이 TRIAC 기반 광 커플러의 예입니다.
Photo-SCR 기반 광 커플러
SCR은 실리콘 제어 정류기를 의미 하며 SCR은 사이리스터 라고도합니다. 상단 이미지에는 Photo-SCR 기반 옵토 커플러의 내부 구조가 표시됩니다. 다른 광 커플러와 마찬가지로 LED는 적외선을 방출합니다. SCR은 LED의 강도에 의해 제어됩니다. AC 관련 회로에 사용되는 Photo-SCR 기반 옵토 커플러. 여기에서 사이리스터에 대해 자세히 알아보십시오.
포토 SCR 기반 광 커플러의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.- MOC3071, IL400, MOC3072 등
옵토 커플러의 응용
앞에서 설명한 것처럼 DC 회로에 사용되는 광 커플러는 거의없고 AC 관련 작업에 사용되는 광 커플러는 거의 없습니다. 옵토 커플러는 두 측면 간의 직접적인 전기 연결을 허용하지 않으므로 옵토 커플러의 주요 용도는 두 회로를 분리하는 것 입니다.
다른 애플리케이션을 전환 할 때 트랜지스터를 사용하여 애플리케이션을 전환 할 수있는 것과 동일하게 Optocoupler를 사용할 수 있습니다. 고전압 회로에서 필요한 디지털 펄스 또는 아날로그 정보가 필요한 다양한 마이크로 컨트롤러 관련 작업에 사용할 수 있습니다. Optocoupler는이 둘 사이의 우수한 절연을 위해 사용될 수 있습니다.
옵토 커플러는 AC 감지, DC 제어 관련 작업에 사용할 수 있습니다. 광 트랜지스터의 몇 가지 애플리케이션을 살펴 보겠습니다.
DC 회로 스위칭을위한 옵토 커플러:
상부 회로에서는 광 트랜지스터 기반 광 커플러 회로 가 사용됩니다. 일반적인 트랜지스터 스위치처럼 작동합니다. 회로도에서는 저비용 포토 트랜지스터 기반 옵토 커플러 PC817 이 사용됩니다. 적외선 LED는 S1 스위치에 의해 제어됩니다. 스위치가 켜지면 9V 배터리 소스는 전류 제한 저항 10k를 통해 LED에 전류를 공급합니다. 강도는 R1 저항에 의해 제어됩니다. 값을 변경하고 저항을 낮추면 LED의 강도가 높아져 트랜지스터 이득이 높아집니다.
다른 쪽에서 트랜지스터는 내부 적외선 LED에 의해 제어되는 광 트랜지스터이며, LED가 적외선을 방출하면 포토 트랜지스터가 접촉하고 VOUT은 0이되어 연결된 부하를 끕니다. 데이터 시트에 따라 트랜지스터의 콜렉터 전류가 50mA임을 기억할 필요가 있습니다. R2는 VOUT 5v를 제공합니다. R2는 풀업 저항입니다.
아래 비디오에서 옵토 커플러 를 사용하여 LED가 전환되는 것을 볼 수 있습니다.
이 구성에서는 광 트랜지스터 기반 광 커플러를 마이크로 컨트롤러와 함께 사용하여 펄스 또는 인터럽트 를 감지 할 수 있습니다.
AC 전압 감지를위한 옵토 커플러:
여기 에는 AC 전압을 감지하는 또 다른 회로가 표시됩니다. 적외선 LED는 2 개의 100k 저항을 사용하여 제어됩니다. 하나의 200k 저항 대신 사용되는 두 개의 100k 저항은 단락 관련 조건에 대한 추가 안전을위한 것입니다. LED는 벽면 콘센트 라인 (L)과 중립 라인 (N)에 연결됩니다. S1을 누르면 LED가 적외선을 방출하기 시작합니다. 포토 트랜지스터는 응답을하고 VOUT을 5V에서 0V로 변환합니다.
이 구성에서 옵토 커플러는 AC 전압 감지가 필요한 마이크로 컨트롤러 장치와 같은 저전압 회로에 연결될 수 있습니다. 출력은 정사각형 High to Low 펄스를 생성합니다.
현재 첫 번째 회로는 DC 회로를 제어하거나 전환하는 데 사용되고 두 번째 회로는 AC 회로를 감지하고 DC 회로를 제어하거나 전환하는 데 사용됩니다. 다음으로 DC 회로를 사용하여 AC 회로를 제어하는 방법을 살펴 보겠습니다.
DC 전압을 사용하여 AC 회로를 제어하기위한 옵토 커플러:
상위 회로에서 LED는 다시 10k 저항과 스위치 상태를 통해 9V 배터리로 제어됩니다. 다른쪽에 는 220V AC 콘센트에서 AC 램프를 제어하는 광 -TRIAC 기반 광 커플러가 사용됩니다. 68R 저항은 옵토 커플러 장치 내부의 포토 트라이 액에 의해 제어되는 BT136 TRIAC를 제어하는 데 사용됩니다.
이러한 유형의 구성은 저전압 회로를 사용하여 전기 제품을 제어하는 데 사용됩니다. IL420은 포토 -TRIAC 기반 옵토 커플러 인 상단 회로도에서 사용됩니다.
이러한 유형의 회로 외에 광 커플러를 SMPS에서 사용하여 2 차측 단락 또는 과전류 상태 정보를 1 차측으로 전송할 수 있습니다.
실제 작동중인 옵토 커플러 IC 를 보려면 아래 회로를 확인하십시오.
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