Com funciona l'optoacoblador?

Introducció

Un optoacoblador, també anomenat aïllador òptic o optoaïllador, és un component electrònic que s'utilitza per aïllar un circuit d'un altre alhora que permet que la informació passi d'un a l'altre. L'optoacoblador s'utilitza per a una varietat d'aplicacions, com ara l'aïllament del senyal, el canvi de nivell de tensió, la limitació de corrent, la reducció de soroll i molt més. En aquest article, parlarem de com funciona l'optoacoblador i com s'utilitza.

Què és un optoacoblador?

Un optoacoblador consta de dues parts; un LED (díode emissor de llum) i un fototransistor, fotodíode o fotoresistor que estan separats per una petita distància i col·locats dins d'un recinte a prova de llum. El LED es troba a un costat de la carcassa i el fototransistor, el fotodíode o el fotoresistor a l'altre costat.

Quan s'aplica una tensió al LED, aquest emet llum, que després brilla sobre el fototransistor, el fotodíode o la fotoresistència. Aquesta llum activa el fototransistor, el fotodíode o la fotoresistència i permet que el corrent circuli a través d'ell. Mitjançant el control de la quantitat de llum emesa pel LED, l'optoacoblador pot controlar el flux de corrent a través del fototransistor, el fotodíode o el fotoresistor.

Com funciona l'optoacoblador?

L'optoacoblador està dissenyat per permetre que la informació passi d'un circuit a un altre mentre aïlla completament els dos circuits entre si. El LED i el fototransistor, el fotodíode o la fotoresistència es col·loquen dins del recinte, de manera que no estan en contacte físic entre ells. Això fa que l'optoacoblador sigui una eina excel·lent per aïllar un circuit d'un altre.

Quan s'aplica una tensió al LED, emet llum que viatja a través del buit d'aire i brilla sobre el fototransistor, el fotodíode o la fotoresistència. Aquesta llum activa el fototransistor, el fotodíode o la fotoresistència i permet que el corrent circuli a través d'ell. Mitjançant el control de la quantitat de llum emesa pel LED, l'optoacoblador pot controlar la quantitat de flux de corrent a través del fototransistor.

L'optoacoblador funciona convertint un senyal elèctric en un senyal de llum, que després activa el fototransistor. Quan s'activa el fototransistor, permet que el corrent flueixi entre els dos circuits. Aquest flux de corrent es pot utilitzar per a diversos propòsits, com ara el canvi de nivell de tensió, la limitació de corrent, l'aïllament del senyal, la reducció del soroll i molt més.

Tipus d'optoacobladors

Hi ha diversos tipus d'optoacobladors, com ara:

1. Optoacobladors de fototransistor - Aquests optoacobladors utilitzen un fototransistor per detectar la llum i permetre que el corrent circuli per ella.

2. Fotodíodes optoacobladors - Aquests optoacobladors utilitzen un fotodíode per detectar la llum i permetre que el corrent flueixi a través d'ella.

3. Optoacobladors de fotoresistències - Aquests optoacobladors utilitzen una fotoresistència per detectar la llum i permetre que el corrent flueixi a través d'ella.

4. Relés d'estat sòlid: aquests optoacobladors utilitzen una combinació d'un LED i un o més MOSFET per encendre i apagar el corrent.

5. Arrays d'optoacobladors - Aquests optoacobladors contenen diversos fototransistors, fotodíodes o fotoresistors en un sol xip.

Aplicacions dels optoacobladors

Els optoacobladors tenen una àmplia gamma d'aplicacions en diversos sistemes electrònics. Algunes aplicacions habituals dels optoacobladors inclouen:

1. Aïllament del senyal - Els optoacobladors s'utilitzen per aïllar els senyals d'un circuit a un altre. Això és especialment útil en sistemes on hi ha un diferencial d'alta tensió entre circuits.

2. Limitació de corrent - Els optoacobladors es poden utilitzar per limitar la quantitat de corrent que flueix entre els circuits. Això és útil per protegir els components sensibles d'un circuit.

3. Canvi del nivell de tensió - Els optoacobladors es poden utilitzar per canviar el nivell de tensió d'un senyal d'un circuit a un altre.

4. Reducció de soroll - Els optoacobladors es poden utilitzar per reduir la quantitat de soroll que s'introdueix en un circuit.

5. Commutat d'alimentació - Els optoacobladors es poden utilitzar per encendre i apagar l'alimentació en un circuit.

Avantatges dels optoacobladors

Hi ha diversos avantatges d'utilitzar optoacobladors en sistemes electrònics, com ara:

1. Immunitat al soroll: els optoacobladors són immunes al soroll elèctric, el que els fa ideals per utilitzar-los en entorns sorollosos.

2. Aïllament - Els optoacobladors proporcionen un aïllament elèctric complet entre circuits, el que els fa ideals per utilitzar-los en sistemes d'alta tensió.

3. Ús de baix consum - Els optoacobladors requereixen molt poca potència per funcionar, el que els fa ideals per a sistemes que funcionen amb bateries.

4. Velocitats de commutació ràpides: els optoacobladors es poden encendre i apagar molt ràpidament, el que els fa ideals per utilitzar-los en sistemes d'alta velocitat.

5. Mida petita: els optoacobladors solen ser de mida molt petita, cosa que els fa ideals per utilitzar-los en aplicacions amb espai limitat.

Inconvenients dels optoacobladors

També hi ha alguns desavantatges d'utilitzar optoacobladors en sistemes electrònics, com ara:

1. Ample de banda limitat - Els optoacobladors tenen un ample de banda limitat, que pot limitar la seva utilitat en aplicacions d'alta freqüència.

2. Sensibilitat a la temperatura - Els optoacobladors poden ser sensibles als canvis de temperatura, que poden afectar el seu rendiment.

3. Cost - Els optoacobladors poden ser més cars que altres tipus de components electrònics, cosa que els pot fer menys atractius des d'una perspectiva de costos.

Conclusió

Els optoacobladors són un component important en molts sistemes electrònics. Proporcionen un aïllament fiable i sense soroll entre circuits, cosa que els fa ideals per utilitzar-los en entorns sorollosos i d'alta tensió. També són ràpids, petits i requereixen molt poca potència per funcionar. En general, els optoacobladors ofereixen una eina potent per aïllar, canviar i limitar els senyals elèctrics en sistemes electrònics.