Промислове електронне обладнання працює в електрично галасливих та механічно складних умовах. Проблема полягає в тому, що компоненти автоматизації, управління та приладів залежать від точних сигналів, що не мають електричних перешкод або спотворень, щоб належним чином функціонувати. Як результат, модулі OptoCoupler часто використовуються інженерами як джерела сигналу та як посередники захисту сигналу між джерелами живлення, промислових елементами та іншими компонентами.
У промислових додатках модуль OptoCoupler-це автономний пристрій, встановлений на Din-Rail, який забезпечує оптичну ізоляцію сигнального шляху. По його ядрі-оптокупотера, ланцюг із світлом-діодом або світлодіодом та фоточутливим пристроєм. Вхідна сторона модуля OptoCoupler складається з вхідної електроніки живлення або сигналу та світлодіода. Вихід складається з фоточутливого пристрою (як правило, фототранцисттора або фотодіод) у вихідній схемі. Коли струм передається через світлодіод, він викликає випромінювання інфрачервоного світла, яке активує фоточутливий пристрій, тим самим дозволяючи струму проходити через вихід оптокольера. Таким чином, вихід OptoCoupler є аналогічним цифровому комутатору, який вмикається і вимикається залежно від наявності сигналу вхідної напруги.
Ключовим параметром оптококолера є коефіцієнт передачі струму або CTR, що є мірою співвідношення між вхідними та вихідними струмами. У той час як промислові контролери можуть працювати без оптокопоратора, останній покращує безпеку, надійність та точність та уникає потенційних проблем з прямими (неізольованими) сигнальними з'єднаннями.
1. Модулі оптокольерів захищають від електричних перешкод:Від простих механічних сигналів перемикача до передачі даних на основі протоколу, все в промисловому середовищі сприйнятливе до електричного шуму. Ці сигнали найбільш вразливі, якщо їм доведеться проїхати будь -яку відстань. Тут оптокопутери виділяють загальний шум режиму, що генерується за допомогою бродячих струмів, що протікають через заземлення. Для цього належним чином налаштуйте систему за допомогою OptoCoupler, підключивши схеми джерела та приймача для відокремлення з'єднань заземлення та сигналу.
2. Модуль OptoCoupler з'єднує схеми високої напруги та низької напруги:Вони можуть бути пошкоджені, якщо вхід сигналу до промислового контролера перевищує встановлені межі ...... Однак часто необхідно відстежувати рівні потужності. Наприклад, цифровий вхід PLC може бути розроблений для прийняття 24 В постійного струму, але потрібно стежити за навантаженням змінного струму 220 В. Підключення 220 VAC безпосередньо до входу PLC, очевидно, пошкодить останнє. Отже, модуль оптокольера може приймати вхід 220 VAC та генерувати вихідну напругу зворотного зв'язку в максимально допустимому вхідному діапазоні контролера.
3. Модулі OptoCoupler захищають промислові контролери від перехідних подій:Перехідні-це раптові короткочасні сплески напруги або струму. Незважаючи на їх коротку тривалість, перехідні процеси можуть завдати значної шкоди промислових контролерів. Тут модуль OptoCoupler може використовуватися як бар'єр ізоляції між промисловим контролером та будь -якими польовими датчиками, які піддаються сплескам або струмам.
У той час як модулі OptoCoupler в першу чергу виділяють вхідний сигнал від джерела живлення, деякі конструкції допомагають забезпечити якість вихідного сигналу. Наприклад, деякі модулі OptoCoupler можуть замінити електромеханічні реле сигналу. Останні зазвичай працюють з низькими струмами комутації 2A або менше. Це робить оптокупатори з подібними або більш високими вихідними струмами, що підходять для заміни ... але призначені для тривалості довше, оскільки рухомих деталей немає. Більш конкретно, електромеханічні реле, як правило, працюють для 100, 000 до 1, 000, 000 циклів ...... Але реле на основі оптокольерів може тривати протягом десятиліть. Крім того, модулі OptoCoupler уникають електромеханічних проблем електроморушної сили спини та відскоку сигналу.
Швидке перемикання твердотільних реле на основі оптокуплерів робить їх придатними для широкого діапазону потужних вихідних навантажень системи. Оптокопутери також можуть доповнювати промислові джерела живлення ізоляцією.
Оптокопутери високошвидкісних комутацій також захищають стандартні сигнали управління та керування, такі як модуляція ширини імпульсу або ШІМ та Modbus RS485, щоб назвати лише два приклади. Тут з'єднання EMI на основі сполучення мінімізується шляхом ізоляції контролера та прийому елемента.
Виявлення над нуляром з модулями OptoCoupler
Деякі додатки на основі змінного струму потребують надмірного виявлення, що є вимірюванням переходу сигналу змінного струму, коли він перемикається над і нижче нуля. Тут ланцюг із нульовим дозволяє контролеру вимірювати частоту та фазу форми хвилі, а також вузький імпульс, який утворюється на виході щоразу, коли сигнал змінного струму перетинає точку 0 V. Варіації схеми детектора, що надається, рясніє, але схема детектора на основі оптокольерів є верхньою. Оптокоуплер забезпечує бар'єр ізоляції шуму між сигналом змінного струму та контролером ... Багато модулів оптокольерів навіть мають вбудовані нульові схеми виявлення, щоб мінімізувати кількість пристроїв.
Коли оптокуполер доповнює джерело живлення, він, як правило, виділяє систему перетворювача постійного струму/змінного струму, змінного струму, змінного струму/постійного струму або постійного струму/постійного струму в циклі управління зворотним зв'язком джерела живлення (разом із вхідним бічним трансформатором). Таке розташування виключає всі прямі провідні шляхи між входом живлення та всіма вихідними клемами (та будь -якими підключеними польовими пристроями, двигунами чи іншими навантаженнями) для більш безпечної, ефективної конструкції. На обладнанні, яке регулярно перемикається між дуже різними станами потужності, оптокопутери можуть (навіть до десятків кВ/μSEC) захищати джерело живлення від перехідних напруг звичайного режиму. У додатках з високою напругою оптокупольчики також можуть відключити струми наземного циклу, спричинені різними джерелами живлення, і розроблені так, щоб мати невелику різницю в потенціалі землі, таким чином, усуваючи проблеми з електричним шумом звичайного режиму.
Як вибрати модуль OptoCoupler
Це основні параметри, які визначають найбільш підходящий вибір модуля оптокопора.
Вхідна напруга- Визначте максимальну напругу вхідного сигналу та виберіть модуль OptoCoupler вище межі.
Вихідна напруга та струм- Переконайтесь, що вихід оптокольера може обробляти напругу та струм, необхідний програмі. Деякі модулі OptoCoupler мають високі показники виводу струму або високої напруги.
Час відповіді- Будь-який оптокольлер, що використовується для високошвидкісної сигналізації, потребує часу відповіді в мікросекундах (μSEC).
Кріплення- Схеми OptoCoupler можна побудувати з нуля, але модулі кріплення Din-Rail прості в встановленні.