Coupleurs opto - types et applications

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Les opto-isolateurs ou optocoupleurs, sont constitués d'un dispositif émetteur de lumière et d'un dispositif sensible à la lumière, le tout emballé dans un seul emballage, mais sans connexion électrique entre les deux, juste un faisceau de lumière. L'émetteur de lumière est presque toujours une LED. Le dispositif sensible à la lumière peut être une photodiode, un phototransistor ou des dispositifs plus ésotériques tels que des thyristors, des TRIAC, etc.

De nos jours, de nombreux équipements électroniques utilisent un coupleur optique dans le circuit. Un coupleur opt ou parfois appelé isolateur opt permet à deux circuits d'échanger des signaux tout en restant isolés électriquement. Ceci est généralement accompli en utilisant la lumière pour relayer le signal. La conception des circuits de coupleur opt standard utilise une LED qui brille sur un phototransistor - il s'agit généralement d'un transistor npn et non de pnp. Le signal est appliqué à la LED, qui brille ensuite sur le transistor dans le circuit intégré.




La lumière est proportionnelle au signal, le signal est donc transféré vers le photo-transistor. Les coupleurs optiques peuvent également être livrés dans quelques modules tels que le SCR, les photodiodes, le TRIAC d'un autre commutateur à semi-conducteur en tant que sortie, et les lampes à incandescence, les ampoules au néon ou toute autre source de lumière.

Le plus couramment utilisé est un opto-coupleur MOC3021 une combinaison de type LED diac. Ce CI est interfacé avec un microcontrôleur et une LED est connectée en série au CI, qui s'allume pour indiquer un impulsion haute logique du microcontrôleur afin que nous puissions savoir que le courant circule dans la LED interne de l'opto-IC. Lorsque la logique haute est donnée, le courant passe à travers la LED de la broche 1 à 2. Ainsi, dans ce processus, la lumière LED tombe sur DIAC, provoquant la fermeture de 6 et 4. Au cours de chaque demi-cycle, le courant traverse la grille, la résistance série et l'opto-diac pour que le thyristor / triac principal se déclenche pour que la charge fonctionne.



L'optocoupleur se trouve généralement dans le circuit d'alimentation à découpage dans de nombreux équipements électroniques. Il est connecté entre la section primaire et secondaire des blocs d'alimentation. L'application ou la fonction de l'optocoupleur dans le circuit consiste à:

  1. Surveiller la haute tension
  2. Échantillonnage de la tension de sortie pour la régulation
  3. Micro de contrôle du système pour ON / OFF
  4. Isolation au sol

C'est le principe utilisé dans les Opto-Diacs, les Opto-Diacs sont disponibles sous forme de CI et peuvent être implémentés à l'aide d'un circuit simple.


Fournissez simplement une petite impulsion au bon moment à la diode électroluminescente dans l'emballage. La lumière produite par la LED active les propriétés sensibles à la lumière du diac et l'alimentation est mise en marche. L'isolement entre les circuits basse puissance et haute puissance dans ces dispositifs optiquement connectés est typiquement de plusieurs milliers de volts.

Description de la broche Opto-Diacs:

Opto-Diacs

4 coupleurs opto différents disponibles

1. MOC3020

Il est livré en DIP à 6 broches est illustré dans la figure:

MOC3020

Principe de fonctionnement du MOC3020:

Les MOC3020 sont conçus pour l'interfaçage entre les commandes électroniques et le triac de puissance afin de contrôler les charges résistives et inductives pour les opérations Vac. Le principe utilisé dans l'optocoupleur est que les MOC sont rapidement disponibles sous forme de circuits intégrés et ne nécessitent pas de circuits très complexes pour les faire fonctionner. Donnez simplement une petite impulsion au bon moment à la LED dans l'emballage. La lumière produite par la LED active les propriétés sensibles à la lumière du diac et l'alimentation est mise en marche. L'isolement entre les circuits basse puissance et haute puissance dans ces dispositifs optiquement connectés est généralement de quelques milliers de volts.

Caractéristiques du MOC3020:

  • Sortie pilote photo-TRIAC 400 V
  • Source infrarouge Gallium-Arséniure-Diode et pilote triac silicium optiquement couplé
  • Isolation élevée - 500 Vpeak
  • Pilote de sortie conçu pour 220 Vca
  • DIP en plastique standard à 6 bornes
  • Directement interchangeable avec Motorola MOC3020, MOC3021 et MOC3022

Applications typiques du MOC3020:

  • Commandes solénoïde / électrovanne
  • Ballasts de lampe
  • Interfaçage des microprocesseurs avec des périphériques 115/240 Vca
  • Commandes moteur
  • Gradateurs de lampes à incandescence

Application de MOC3020:

Le circuit illustré ci-dessous est un circuit typique utilisé pour le contrôle de la charge CA à partir du microcontrôleur, une LED peut être connectée en série avec MOC3021, une LED pour indiquer lorsque le niveau élevé est donné par le microcontrôleur afin que nous puissions savoir que le courant circule dans la LED interne du opto-coupleur L'idée est d'utiliser une lampe de puissance dont l'activation nécessite une alimentation secteur par opposition à une tension continue. De cette façon, l'alimentation secteur que nous essayons de changer la lampe et aucune alimentation externe n'est requise. Pour commuter le courant alternatif vers la lampe, nous devons utiliser un triac opto-couplé, une lampe et un diac est montré dans le circuit ci-dessous. Un triac est considéré comme un interrupteur commandé par courant alternatif. Il dispose de trois terminaux M1, M2 et portail. Un TRIAC, une charge de lampe et une tension d'alimentation sont connectés en série. Lorsque l'alimentation est allumée au cycle positif, le courant traverse la lampe, les résistances, le diac et la grille et atteint l'alimentation, puis seule la lampe s'allume pendant ce demi-cycle directement à travers les bornes M2 et M1 du triac. En demi-cycle négatif, la même chose se répète. Ainsi, la lampe brille dans les deux cycles de manière contrôlée en fonction des impulsions de déclenchement au niveau de l'opto-isolateur comme le montre le graphique ci-dessous. Si cela est donné à un moteur au lieu de la lampe, la puissance est contrôlée, ce qui entraîne un contrôle de la vitesse.

MOC3020 cir

Circuit MOC3020

2. MOC3021

MOC3021 est un optocoupleur conçu pour déclencher TRIACS. En utilisant cela, nous pouvons déclencher n'importe où dans le cycle, donc nous pouvons les appeler comme opto-coupleur non nul. Les MOC3021 sont très largement utilisés et peuvent être obtenus assez facilement à partir de nombreuses sources. Il est livré en DIP à 6 broches illustré sur la figure.

MOC3021 (coupleur optique)

MOC3021 (coupleur optique)

Description des broches

Description de la broche:

Broche 1: anode

Broche 2: cathode

Broche 3: pas de connexion (NC)

Broche 4: borne principale

Broche 5: pas de connexion (NC)

Broche 6: borne principale

Caractéristiques:

  • Sortie pilote photo-triac 400 V
  • Source infrarouge à diode d'arséniure de gallium et pilote triac en silicium à couplage optique
  • Isolation élevée 7500 V crête
  • Pilote de sortie conçu pour 220 Vca
  • DIP en plastique standard à 6 bornes

Il existe de nombreuses applications du MOC3021 telles que les commandes d'électrovannes, les ballasts de lampes, l'interfaçage de microprocesseurs avec des périphériques 115/240 Vca, les commandes de moteurs et les gradateurs de lampes à incandescence.

Application de MOC3021:

Dans le circuit ci-dessous, le plus couramment utilisé est un opto-coupleur MOC3021 avec une combinaison de type LED diac. De plus, tout en l'utilisant avec un microcontrôleur et une LED peut être connectée en série avec MOC3021, une LED pour indiquer lorsque le niveau élevé est donné par le micro-contrôleur de sorte que nous puissions savoir que le courant circule dans la LED interne de l'optocoupleur. Lorsque le niveau logique est donné, le courant circule à travers la LED de la broche 1 à 2. Ainsi, dans ce processus, la lumière LED tombe sur DIAC provoquant la fermeture de 6 et 4. Au cours de chaque demi-cycle, le courant traverse la grille, la résistance série et l'opto-diac pour que le thyristor / triac principal se déclenche pour que la charge fonctionne.

3. MCT2E

Voici une vidéo sur l'optocoupleur MCT2E

La série de dispositifs optocoupleurs MCT2E se compose chacun d'une LED infrarouge à l'arséniure de gallium et d'un phototransistor au silicium NPN. Ils sont emballés dans un boîtier DIP à 6 broches et disponibles avec un espacement large entre les broches.

Optocoupleur MCT2E

Broche 1: anode.

Broche 2: cathode.

Broche 3: pas de connexion.

Broche 4: émetteur.

Broche 5: Collecteur.

Broche 6: Base.

Caractéristiques:

  • Tension d'essai d'isolement 5000 VRMS
  • Interfaces avec des familles logiques communes
  • Capacité de couplage entrée-sortie<0.5 pF
  • Boîtier à 6 broches double en ligne standard de l'industrie
  • Conforme à la directive RoHS 2002/95 / CE

L'optocoupleur se trouve généralement dans le circuit d'alimentation à découpage, la commande de relais de lecture, les commandes industrielles, les entrées logiques numériques et dans de nombreux équipements électroniques

Application de MCT2E:

C'est une combinaison de 1 LED et d'un transistor. La broche 6 du transistor n'est généralement pas utilisée et lorsque la lumière tombe sur la jonction base-émetteur, elle bascule et la broche 5 passe à zéro.

Opto-coupleur MCT2E - Circuit

  • Lorsque le zéro logique est donné en entrée, la lumière ne tombe pas sur le transistor, donc elle ne conduit pas, ce qui donne un logique en sortie.
  • Lorsque la logique 1 est donnée comme entrée, la lumière tombe sur le transistor pour qu'il soit conducteur, ce qui rend le transistor allumé et forme un court-circuit, ce qui rend la sortie logique zéro car le collecteur du transistor est connecté à la masse.

MOC3021 - Circuit4. MOC363

Les dispositifs MOC3063 sont constitués de diodes émettrices infrarouges en arséniure de gallium couplées optiquement à des détecteurs monolithiques en silicium exécutant les fonctions de circuits de commande triac bilatéraux à tension nulle. Il s'agit également d'un DIP à 6 broches illustré sur la figure:

MOC3063

Description de la broche:

Broche 1: Anode

Broche 2: Cathode

Broche 3: Pas de connexion (NC)

Broche 4: Terminal principal

Broche 5: Pas de connexion (NC)

Broche 6: Terminal principal

Caractéristiques:

  • Contrôle logique simplifié de l'alimentation 115/240 Vca
  • Tension de passage à zéro
  • dv / dt de 1500 V / µs typique, 600 V / µs garanti
  • VDE reconnu
  • Reconnu par Underwriters Laboratories (UL)

Applications:

  • Commandes solénoïde / électrovanne
  • Interrupteurs statiques
  • Contrôles de température
  • Démarreurs et pilotes de moteurs AC
  • Commandes d'éclairage
  • Contacteurs E.M.
  • Relais à semi-conducteurs

Fonctionnement du MOC3063:

Du circuit, nous avons un opto-coupleur MOC3063 avec une combinaison de type LED SCR. De plus, tout en utilisant cet opto-coupleur avec microcontrôleur et une LED peut être connectée en série avec la LED MOC3063 pour indiquer que le niveau élevé est donné par le micro-contrôleur de sorte que nous puissions savoir que le courant circule dans la LED interne de l'opto-coupleur. Lorsque le niveau logique est donné, le courant passe à travers la LED de la broche 1 à 2. Le voyant LED tombe sur SCR, provoquant la fermeture de 6 et 4 uniquement au passage par zéro de la tension d'alimentation. Pendant chaque demi-cycle, le courant circule à travers la porte SCR, la résistance série externe et à travers le SCR pour que le thyristor / triac principal se déclenche pour que la charge au début du cycle d'alimentation fonctionne toujours.

Circuit MOC3063

Voici une vidéo d'interfaçage d'un optocoupleur avec un TRIAC