Molte persone potrebbero chiedersi perché sono necessari gli accoppiatori ottici? Nei fotoaccoppiatori, il lato primario (lato LED) e il lato secondario (lato dispositivo di ricezione della luce) sono isolati elettricamente. Pertanto, anche se i potenziali (anche il potenziale GND) del lato primario e di quello secondario sono diversi, il segnale elettrico del lato primario può comunque essere trasmesso al lato secondario. Grazie alle dimensioni ridotte, all'elevata velocità di risposta, al buon effetto di isolamento e alla forte capacità anti-interferenza, i dispositivi optoaccoppiatori sono ampiamente utilizzati nella conversione di livello, nell'isolamento del segnale, nell'isolamento tra stadi, nei circuiti di commutazione, nella trasmissione del segnale a lunga distanza, nell'amplificazione degli impulsi, nel solido -relè di stato (SSR), strumenti e misuratori, apparecchiature di comunicazione e interfacce per microcomputer. Nell'applicazione dell'inverter mostrata nella Figura 1, l'unità di controllo (come un microcontrollore) funziona tipicamente a bassa tensione CC. D'altro canto, IPM e IGBT guideranno carichi ad alta tensione (come la richiesta di alimentazione CA a 200 V). I componenti del sistema ad alta tensione possono essere controllati direttamente da un microcontrollore tramite un accoppiatore.
Nei fotoaccoppiatori, i LED vengono utilizzati come ingressi per i fotoaccoppiatori. D'altro canto sono disponibili diversi dispositivi per l'output. Ci saranno diverse distinzioni applicative in base alla tipologia di output.
Uscita transistor: i fototransistor sono un tipo di rilevatore e possono anche essere del tipo Darlington.
Uscita IC: Toshiba offre prodotti come fotodiodi come dispositivi di ricezione della luce, prodotti con uscita logica, prodotti con uscita ad alta corrente per driver di gate IGBT e MOSFET e prodotti ad alte prestazioni come amplificatori di isolamento.
Uscita controllabile al silicio/tiristore: per l'uscita vengono utilizzati tiristori optoelettronici o tiristori. Sono utilizzati principalmente per il controllo delle linee di comunicazione.
Relè (uscita MOSFET): la matrice fotovoltaica (matrice di fotodiodi) guida il gate del MOSFET per accendere/spegnere l'uscita. Attraverso questa operazione può essere utilizzato come interruttore relè per l'uscita MOSFET.
Oltre ai diversi tipi di uscita, esistono anche molti tipi diversi di optoaccoppiatori a seconda della loro confezione. I fotoaccoppiatori devono avere forme di imballaggio e rigidità dielettrica conformi agli standard di sicurezza. Quando si progetta secondo gli standard di sicurezza, è necessario controllare i seguenti elementi. I principali parametri da controllare sono:
Distanza superficiale dell'isolamento - la distanza più breve (primaria e secondaria) tra due conduttori lungo la superficie dell'isolante;
Gap: la distanza più breve tra due conduttori misurata in aria;
Spessore dell'isolamento: la distanza minima di isolamento tra due conduttori;
Tensione di isolamento - una tensione CA tra due conduttori che, secondo le normative UL, non danneggerà l'isolamento anche se applicata per 1 minuto.
D'altro canto, a causa di limitazioni quali le prestazioni di isolamento richieste, le dimensioni dell'imballaggio e le dimensioni del chip interno, i fotoaccoppiatori hanno diversi tipi di strutture di imballaggio interno.
Tipo di trasmissione monomodale: i LED di tipo frame e i fotorilevatori di tipo frame sono confezionati in uno stampaggio faccia a faccia. Il componente trasparente tra LED e fotorilevatore è realizzato in materiale di resina siliconica.
Tipo di trasmissione monomodale con pellicola: per migliorare la tensione di isolamento, è possibile inserire una pellicola di poliimmide tra il LED e il fotorilevatore.
Norme di sicurezza per optoaccoppiatori
Quando si installano fotoaccoppiatori in apparecchiature elettriche per proteggere il corpo umano dalle scosse elettriche, è possibile che i fotoaccoppiatori debbano essere conformi a diversi standard di sicurezza. Attualmente esistono diverse normative e standard per garantire la sicurezza. Dal punto di vista della progettazione e della produzione, gli standard di sicurezza possono essere suddivisi in "standard stabiliti" e "standard parziali". La definizione degli standard costituisce la base per la progettazione e la produzione di apparecchiature quali televisori, videoregistratori e dispositivi di alimentazione. Lo "standard dell'intera macchina" varia a seconda del tipo di apparecchiatura, del metodo di isolamento e del suo livello, della tensione di pilotaggio, ecc. Inoltre, degli elementi che la parte isolante deve mantenere (rigidità dielettrica (tensione di isolamento), distanza superficiale, distanza, ecc. .) sono designati come "standard parziali".
Advanced Optical Semiconductor è stata fondata congiuntamente da Southern Advanced e da un team guidato dal Dr. Yang Zhenlin, un cinese d'oltremare tornato dal Giappone. Con Southern Advanced come investitore principale e il team del Dr. Yang come nucleo tecnico, è un'impresa high-tech specializzata in circuiti integrati optoelettronici come dispositivi optoelettronici, accoppiatori ottici, relè accoppiatori ottici e azionamenti optoelettronici. Il team di ricerca e sviluppo si occupa di progettazione, produzione, vendita e assistenza. Advanced Optical Semiconductor dispone di una linea di produzione avanzata e completamente automatica per dispositivi optoelettronici e ha una capacità produttiva annua di 80 milioni di dispositivi optoaccoppiatori optoelettronici. Attualmente, i principali prodotti di semiconduttori optoelettronici avanzati, come accoppiatori ottici, relè e accoppiatori ottici, vengono utilizzati in sistemi di accumulo di energia, contatori intelligenti, apparecchiature di rilevamento automatico, apparecchiature di telecomunicazione, strumenti di misurazione, apparecchiature mediche, apparecchiature di comunicazione, terminali PC, dispositivi di sicurezza monitoraggio, apparecchiature O/A, controller PLC, schede di controllo I/O, ecc. Sulla base della tecnologia di progettazione completa e dei vantaggi della tecnologia di produzione di chip dei semiconduttori optoelettronici, i semiconduttori optoelettronici avanzati prevedono di coltivare profondamente nel campo del controllo optoelettronico con ampie prospettive di sviluppo , migliorare gradualmente il valore aggiunto tecnico dei prodotti ed espandere le linee di prodotti con un contenuto tecnologico più elevato.