Optokuplör nedir, çalışma prensibi nedir, ne işe yarar ve çeşitleri nelerdir şeklinde incelediğimiz Optokuplör hakkında bilgileri bu yazımız ile derledik.
Optokuplör Nedir ?
Optokuplör nedir: Aralarında elektrikli bir bağlantı olmadan düşük ve yüksek gerilim ve akımları kontrol eden bir devre bileşenidir. Anahtarlama devrelerinde kullanılmakta olan bu bileşen Optokuplör olarak adlandırılır.
Elektronik yapıların içerisinde, birçok küçük devre bileşeni bulunur. Bunlardan biri örümceği anımsatan bacaklarıyla Optokuplörlerdir. Ebatları oldukça küçük olan cihazların işlevleri ise oldukça önemlidir. Bu cihazlar; optoizolatör, fotokuplör, optik izolatör adlarıyla da bilinmektedir. Elektronik bir bileşen olan optokuplörler, birbiri ile optik bağlantılı ışın vericiden ve bir foton alıcıdan oluşur.
Optokuplör Yapısı
- Opto-izolatör, optokuplörün tasarımları, kızılötesi ışık üreten LED ve yayılan kızılötesi ışınını algılaması şeklinde yapılır. Yarı iletken ışığa duyarlı bir cihazdan oluşur. Led ve ışığa duyarlı cihaz elektrik bağlantıları için metal ayaklı ışık geçirmeyen bir gövde veya paket içine monte edilir. Tek bir kılıf içerisinde girişi ile çıkışı arasında elektriksel izolasyon sağlanır.
- Optokuplörün yapısında ışık verici olarak kullanılan LED diyotlar galyum arsenürden yapılır. Optokuplörler “foto diyot”, “foto transistör”, “foto tristör”, “foto triyak” gibi ışığa duyarlı alıcılardan meydana gelir.
Optokuplör Çalışma Prensibi Nedir ?
Optokuplörün giriş uçlarında bir Led diyot vardır. Çıkış uçlarında ise LED diyotun yaydığı ışıktan etkilenerek, iletimi sağlayan bir adet foto bileşen bulunur. Giriş uçlarına elektrik akımı verilir Bu durumda LED diyot ışık yayar ve fototransistör tarafından algılanır.
Optokuplörün Avantajları Nelerdir ?
- Optokuplörün temel avantajı, küçük dijital sinyallerin çok büyük AC voltajlarını, akımlarını ve gücünü kontrol etmesine izin veren giriş ve çıkış terminleri arasındaki yüksek elektriksel yalıtımıdır.
- Optokuplör, hem algılayıcı hem de DC sinyalleri ile birlikte kullanılabilir. Foto algılama cihazı öncelikle AC güç kontrol uygulamaları için tasarımı yapılmıştır. Bu sebeple, SCR (tristör) veya opak kullanan optokuplör içlerinde bulunur.
- Mekanik parçaları yoktur. İki devre arasında büyük bir izolasyon vardır. Yüksek işleme hızları vardır. Sıçramasız anahtarlama yapabilir. Ebat olarak çok az yer kaplar. Titreşim ve sarsıntılara karşı duyarlılıkları yoktur. Devingen parçalar bulundurmazlar. Mantık ve mikroişlemci devreleri ile uyumluluk gösterirler. DC ile 100 MHz ve üstü bant genişlikleri olabilmektedir. Bilinen bu avantajları dışında güçlerinin düşük olması dezavantaj olarak belirtilebilir.
Fototransistör Optokuplör
- Foto-transistörlere gelen akım yoğunluğu elektrik sinyali şeklinde orantılı olan kızılötesi yayılımı yapmakta olan giriş LEDinden geçiş yapar. Yayılan bu ışın, fototransistörün tabanına düşüş yapar. Normal bir bipolar transistöre benez şekilde açılımına ve iletilmine sebep olur.
- Foto-transistörün taban bağlantısı, LEDlerin kızılötesi ışın enerjisine en yüksek hassasiyet oluşabilmesi için açık bırakılabilmektedir. Veya anahtarlama hassasiyetini kontrolünü sağlamak için harici yüksek değerli direnç aracılığı ile toprağa bağlantısı yapılabilir. Bu durum bileşenin daha kararlı ve hatalara karşı daha dirençli duruma gelmesini sağlar.
- LEDden akan akımı kestiğimizde, yayılan kızılötesi ışın da kesilir. İletim durmuş olur. Foto Transistör, çıkış devresinde oluşan akımı değiştirmek için de kullanılabilir. LEDin ve ışığa duyarlı cihazın spektral tepkisi; cam,plastik ya da hava vb. şeffaf bir ortam tarafından ayrışması sağlanır yakın eşleştirme yapılır. Bir optokuplör giriş ve çıkışı arasında doğrudan elektriksel bağlantı olmaması sebebi ile 10 kV a kadar elektriksel izolasyon sağlanır.
Optokuplör Çeşitleri
Optokuplöre çeşitlerini kullanılan LED diyot ve sönsöre göre sınıflandırılabilir. Fototransistör ve foto darlington cihazları asıl olarak DC devrelerinde kullanım için yapılır. FotoSCR ve foto-triyak ise AC güçle çalışan devrelerin kontrolünü yapar. LED-fotodiyot, LED lazer, lamba foto direnç çiftleri, yansıtıcı ve oluklu optokuplörler gibi kaynak sensör kombinasyon sayısı çok fazladır.
Dirençli Optokuplör
Doğrusal akkor telli lamba, neon lamba veya infrared LED kullanılabilir. Sensör olarak CdS veya CdSe fotodirenç tercih edilmektedir. Hız açısından düşük denilebilir.
Diyot Optokuplör
İnfrared LED ışın ve silikon fotodiyot sensörü kullanımı tercih edilir. Hızı yüksektir. Fotodiyotlu optokuplörde LED den yayılan ışığın şiddeti artış gösterdikçe foto diyot iletim yapmaya başlar. Üzerinden geçen akım ışık şiddeti ile doğru orantılı bir şekilde artar. Bu sayede foto diyot ve anot – katot arası iletime geçer. Arzu edilen devre bileşeni kontrol edilmesi sağlanır.
Triak Optokuplör
İnfrared LED ile çalıştırılır. Sensör tercihi alternatif akım şeklindedir. Hızı yavaş ile orta arasında bir büyüklüğe sahiptir. Bu çeşit optokuplör konfigürasyonları, lambalar ve motorlar gibi AC şebekelerden kaynağını sağlayan yükün kontrolü için kullanılır. Çok basit bir katı hal röle uygulamasının temelidir. Bir diğer yandan bir tristörden (SCR) farklı olarak, endüktif yüklerin değişimini triyak tarafından sağlanır. Ağır ani akımlar olmadan yükün tam güç almasını sağlayan sıfır geçiş algılama ile ana AC döngüsünün her iki yarısında da iletimi sağlanabilir.
Transistör Optokuplör
İnfrared LED kullanılmaktadır. Sensör için çift kutuplu silikon fototransistör veya darlington tipi fototransistör kullanılır. Ortalama bir hıza sahiptir.
Katı Hal Röle
İnfrared LED kümesi yer alır. Sensör seçimi olarak fotodiyot kümesi yapılır. Hızları yavaştan hızlıya kadar çıkabilmektedir.
SCR Optokuplör
İnfrared LED ve silikonlu doğrultucu sensör kullanılmaktadır. Hızı yavaş ile orta arasında değişkenlik gösterir. SCR veya triyak kullanan optokuplörler ile DC ve AC sinyallerinin her ikisi ile de kullanılabilir. Foto algılama cihazı önce AC güç kontrol uygulamalarından kullanımı için tasarlanmıştı.
Optokuplörlerin Kullanım Alanları
Optokuplör başlıca kullanım alanları arasında; PLC’ler, Ses ve müzik endüstrisi, Switch mode devrelerde, Mikroişlemcili sistemlerde, otomasyon endüstrisinde, endüstriyel sistemlerde, veri transferlerinde, Mosfet ve IGBT cinsi sürücülerde, bilgisayar ve telekomünikasyon teknolojileri yer almaktadır.
Optokuplör seçiminde dikkat edilen husus, en yüksek işlem sıcaklığı – akım transfer oranları ve tipleridir.
İlginizi Çekebilir : Termokupl Nedir ?
Twitter Adresimiz İçin Tıklayınız
Facebook Adresimiz İçin Tıklayınız