オプトカプラー–タイプとアプリケーション

光アイソレータまたは光カプラは、発光デバイスと感光性デバイスで構成されており、すべて1つのパッケージにまとめられていますが、2つの間に電気的な接続はなく、光線だけです。発光体はほとんどの場合LEDです。感光性デバイスは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、またはサイリスタ、トライアックなどのより難解なデバイスであり得る。

最近の多くの電子機器は、回路にオプトカプラーを使用しています。オプトカプラーまたはオプトアイソレーターと呼ばれることもあるオプトカプラーにより、2つの回路で信号を交換しながら電気的に絶縁されたままにすることができます。これは通常、光を使用して信号を中継することによって実現されます。標準のオプトカプラー回路の設計では、フォトトランジスターを照らすLEDを使用しています。通常、これはpnpではなくnpnトランジスターです。信号はLEDに適用され、LEDはIC内のトランジスタを照らします。

光は信号に比例するため、信号はフォトトランジスタに転送されます。オプトカプラーは、SCR、フォトダイオード、出力としての他の半導体スイッチのトライアック、白熱灯、ネオン電球、または他の光源など、いくつかのモジュールで提供される場合もあります。

最も一般的に使用されるのは、オプトカプラーMOC3021とLEDダイアックタイプの組み合わせです。このICはマイクロコントローラーと接続されており、LEDがICに直列に接続されています。 ロジックハイパルス マイクロコントローラから、電流がオプトICの内部LEDに流れていることを知ることができます。ロジックハイが与えられると、電流がLEDを介してピン1から2に流れます。したがって、このプロセスでは、LEDライトがDIACに当たり、6と4が閉じます。各半サイクル中に、電流はゲート、直列抵抗、およびメインサイリスタ/トライアックのオプトダイアックを流れ、負荷が動作するようにトリガーします。

多くの電子機器のスイッチモード電源回路に通常見られるオプトカプラ。電源の1次セクションと2次セクションの間に接続されます。回路内のオプトカプラーのアプリケーションまたは機能は次のとおりです。

1. 高電圧を監視する
2. 調整用の出力電圧サンプリング
3. 電源ON / OFF用システム制御マイクロ
4. 接地絶縁

これはオプトダイアックで使用される原理です。オプトダイアックはICの形で入手でき、簡単な回路を使用して実装できます。

パッケージ内の発光ダイオードに適切なタイミングで小さなパルスを供給するだけです。 LEDによって生成された光は、ダイアックの感光特性をアクティブにし、電源がオンになります。これらの光学的に接続されたデバイスの低電力回路と高電力回路の間の絶縁は、通常、数千ボルトです。

Opto-Diacsピンの説明：

利用可能な4つの異なるオプトカプラー

1. MOC3020

それは6ピンDIPで来ます図に示されています：

MOC3020の動作原理：

MOC3020は、電子制御とパワートライアックを接続して、Vac動作の抵抗性負荷と誘導性負荷を制御するように設計されています。オプトカプラーで使用される原理は、MOCは集積回路の形ですぐに利用可能であり、それらを機能させるために非常に複雑な回路を必要としないということです。パッケージ内のLEDに適切なタイミングで小さなパルスを与えるだけです。 LEDによって生成された光は、ダイアックの感光特性をアクティブにし、電源がオンになります。これらの光学的に接続されたデバイスの低電力回路と高電力回路の間の絶縁は、通常、数千ボルトです。

MOC3020の機能：

• 400Vフォトトライアックドライバー出力
• ガリウム-ヒ化ガリウム-ダイオード赤外線源と光学的に結合されたシリコントライアックドライバー
• 高アイソレーション– 500 Vpeak
• 220Vac用に設計された出力ドライバ
• 標準の6端子プラスチックDIP
• Motorola MOC3020、MOC3021、MOC3022と直接交換可能

MOC3020の典型的なアプリケーション：

• ソレノイド/バルブコントロール
• ランプバラスト
• マイクロプロセッサを115 / 240Vac周辺機器に接続する
• モーター制御
• 白熱灯調光器

MOC3020の適用：

以下に示す回路は、マイクロコントローラーからのAC負荷制御に使用される典型的な回路です。1つのLEDをMOC3021と直列に接続して、マイクロコントローラーからハイが与えられたことを示し、電流が内部LEDに流れていることを確認できます。オプトカプラー。アイデアは、DC電圧ではなく主電源ACをアクティブにする必要があるパワーランプを使用することです。そうすれば、ランプを切り替えようとしている主電源のAC電源であり、外部電源は必要ありません。 AC電流をランプに切り替えるには、光結合トライアック、ランプを使用する必要があります。ダイアックを以下の回路に示します。トライアックはAC制御スイッチと言われています。 M1、M2、ゲートの3つの端子があります。トライアック、ランプ負荷、電源電圧が直列に接続されています。正のサイクルで電源がオンになると、電流はランプ、抵抗、ダイアック、およびゲートを通って流れ、電源に到達し、その半サイクルの間、トライアックのM2およびM1端子を介してランプのみが直接点灯します。負の半サイクルでは、同じことが繰り返されます。したがって、ランプは、下のグラフに示すように、オプトアイソレータでのトリガーパルスに応じて、制御された方法で両方のサイクルで点灯します。これがランプの代わりにモーターに与えられると、電力が制御され、速度制御が行われます。

2. MOC3021

MOC3021は、TRIACSをトリガーするために設計されたオプトカプラーです。これを使用することで、サイクルのどこでもトリガーできるため、ゼロ以外のオプトカプラーと呼ぶことができます。 MOC3021は非常に広く使用されており、多くのソースから非常に簡単に入手できます。図に示す6ピンDIPで提供されます。

MOC3021（オプトカプラー）

ピンの説明：

ピン1：アノード

ピン2：カソード

ピン3：接続なし（NC）

ピン4：メイン端子

ピン5：接続なし（NC）

ピン6：メイン端子

特徴：

• 400Vフォトトライアックドライバー出力
• ガリウム-ヒ化ガリウム-ダイオード赤外線源および光学的に結合されたシリコントライアックドライバー
• 高絶縁7500Vピーク
• 220Vac用に設計された出力ドライバ
• 標準の6端子プラスチックDIP

MOC3021には、ソレノイド/バルブ制御、ランプバラスト、マイクロプロセッサと115/240 Vac周辺機器とのインターフェース、モーター制御、白熱灯調光器など、多くの用途があります。

MOC3021の適用：

以下の回路から、最も一般的に使用されるのは、LEDダイアックタイプの組み合わせを備えたオプトカプラーMOC3021です。さらに、これをマイクロコントローラーで使用し、1つのLEDをMOC3021と直列に接続して、マイクロコントローラーからハイが与えられたことを示すLEDを使用して、オプトカプラーの内部LEDに電流が流れていることを確認できます。ロジックハイが与えられると、電流はピン1から2までLEDを流れます。したがって、このプロセスでは、LEDライトがDIACに当たり、6と4が閉じます。各半サイクル中に、電流はゲート、直列抵抗、およびメインサイリスタ/トライアックのオプトダイアックを流れ、負荷が動作するようにトリガーします。

3. MCT2E

これがオプトカプラーMCT2Eのビデオです

MCT2Eシリーズのオプトカプラーデバイスは、それぞれガリウムヒ素赤外線LEDとシリコンNPNフォトトランジスタで構成されています。これらは6ピンDIPパッケージにパッケージ化されており、広いリード間隔で利用できます。

ピン1：アノード。

ピン2：カソード。

ピン3：接続なし。

ピン4：エミッター。

ピン5：コレクター。

ピン6：ベース。

特徴：

• 絶縁試験電圧5000VRMS
• 一般的なロジックファミリとのインターフェイス
• 入出力結合容量<0.5 pF
• 業界標準のデュアルインライン6ピンパッケージ
• RoHS指令2002/95 / ECに準拠

通常、スイッチモード電源回路、読み取りリレー駆動、産業用制御、デジタルロジック入力、および多くの電子機器に見られるオプトカプラー

MCT2Eの適用：

1つのLEDとトランジスタの組み合わせです。トランジスタのピン6は一般的に使用されておらず、光がベース-エミッタ接合に当たるとスイッチし、ピン5はゼロになります。

• 論理0が入力として与えられると、光はトランジスタに当たらないため、導通せず、論理1が出力になります。
• ロジック1が入力として与えられると、光がトランジスタに当たって導通し、トランジスタがオンになり、短絡が発生します。これにより、トランジスタのコレクタがグランドに接続されているため、出力がロジックゼロになります。

4. MOC363

MOC3063デバイスは、ゼロ電圧交差バイラテラルトライアックドライバの機能を実行するモノリシックシリコン検出器に光学的に結合されたガリウムヒ素赤外線発光ダイオードで構成されています。これは、図に示す6ピンDIPでもあります。

ピンの説明：

ピン1： アノード

ピン2： 陰極

ピン3： 接続なし（NC）

ピン4： メインターミナル

ピン5： 接続なし（NC）

ピン6： メインターミナル

特徴：

• 115 / 240Vac電源のロジック制御を簡素化します
• ゼロ交差電圧
• 標準1500V / µsのdv / dt、600 V / µs保証
• VDEが認識されました
• Underwriters Laboratories（UL）が承認

アプリケーション：

• ソレノイド/バルブコントロール
• 静電気スイッチ
• 温度制御
• ACモータースターターとドライバー
• 照明制御
• E.M.コンタクタ
• ソリッドステートリレー

MOC3063の動作：

回路からは、LEDSCRタイプの組み合わせを備えたオプトカプラーMOC3063があります。さらに、このオプトカプラーをマイクロコントローラーと一緒に使用している間、1つのLEDをMOC3063 LEDと直列に接続して、マイクロコントローラーからハイが与えられたことを示し、オプトカプラーの内部LEDに電流が流れていることを知ることができます。ロジックハイが与えられると、電流はピン1から2までLEDを流れます。LEDライトはSCRに落ち、6と4は電源電圧のゼロクロスでのみ閉じます。各半サイクルの間、電流はSCRゲート、外部直列抵抗、およびメインサイリスタ/トライアックのSCRを流れ、電源サイクルの開始時に負荷が常に動作するようにトリガーします。

これは、フォトカプラをトライアックに接続するビデオです。