Оптоэлектронное реле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Оптоэлектронные реле - это электронные коммутаторы с управлением по оптическому каналу. Их основные достоинства - гальваническая развязка между цепью управления и коммутирующим элементом, а также отсутствие механических контактов. В управляющей цепи оптоэлектронных реле применяют излучающие диоды, а в качестве коммутирующего элемента - фототиристоры, фототранзисторы или полевые транзисторы. В последнем случае для управления транзисторами используют фотодиоды, работающие в режиме генерации напряжения.

Поскольку оптоэлектронные реле не всегда доступны, а иногда подобных приборов с необходимыми параметрами промышленность не выпускает, то для радиолюбителей представляют интерес их аналоги на дискретных элементах. Сделать такой аналог можно на основе мощных переключательных полевых транзисторов фирмы International Rectifier ("Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier" в "Радио", 2001, № 5, с. 45) и излучающих ИК диодов, используя свойство их обратимости. Схема оптоэлектронного реле и его включения для управления нагрузкой в сети 220 В показана на рис. 1.

Для управления мощным переключательным полевым транзистором необходима очень малая статическая мощность сигнала. Чтобы открыть транзистор, указанный на схеме, достаточно на его затвор подать управляющее напряжение в пределах от 4,5 до 10 В. При этом сопротивление его канала уменьшится до 0,85 Ом. Требуемое для открывания транзистора напряжение генерируют излучающие ИК диоды BL1 - BL5, которые работают в режиме фотодиодов. Излучающие диоды В11-B15 располагают точно напротив фотодиодов BL1 - BL5. Излучающие диоды и резистор R1 образуют цепь управления. Когда по управляющей цепи протекает ток, ИК излучение попадает на фотодиоды, генерируемое напряжение поступает на затвор полевого транзистора и он открывается. Таким образом, для подключения нагрузки к сети необходимо подать напряжение на цепь управления.

Число фотодиодов зависит от напряжения на затворе, при котором полевой транзистор открывается. Поскольку при освещении на каждом фотодиоде возникает напряжение 0,9... 1 В, то последовательно необходимо включить не менее пяти таких диодов. В цепи управления при токе 20...50 мА падение напряжения на каждом излучающем диоде составляет 1,1... 1,2 В, поэтому для пяти диодов управляющее напряжение должно быть больше 6 В. В зависимости от его значения и необходимого тока через диоды вычисляют сопротивление резистора R1:

R1=(Uу-NUд)/Iд,

где Uy - управляющее напряжение; Uд - напряжение на диоде; N - число диодов; Iд - ток излучающего диода.

Если необходимо уменьшить управляющее напряжение, то в цепи управления излучающие диоды допустимо включить параллельно, но для каждого из них следует подобрать свой токоограничивающий резистор.

Большинство деталей смонтировано на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита со стороны печатных проводников. Чертеж платы показан на рис. 2. Диоды размещают точно друг напротив друга с зазором около 1 мм и после налаживания приклеивают к плате. Сверху диоды закрывают светонепроницаемым экраном из изоляционного материала. Транзистор припаивают к плате, а место пайки заливают эпоксидным клеем.

В устройстве допустимо применить любые излучающие ИК диоды средней мощности, которые следует обязательно предварительно проверить на работоспособность в генераторном режиме. Используя другие полевые транзисторы, можно получить реле с требуемыми параметрами. Например, если установить транзистор IRLR2905, у которого напряжение открывания 2,5 В, число последовательно включенных фотодиодов можно уменьшить. При этом максимальный ток реле равен 30.. .40 А, но коммутируемое напряжение не должно превышать 55 В. В зависимости от мощности нагрузки транзистор возможно придется разместить на теплоотводе. Диодный мост VD1 должен обеспечивать требуемый ток нагрузки.

Автор: И.Нечаев, г.Курск

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Ракетный двигатель для протеза руки 28.10.2007 Инженеры из США приспособили ракетный двигатель для протеза руки. "Мы создали искусственную кисть руки, которая гораздо больше напоминает по своей работе и силе человеческую руку, чем все существующие протезы. Кроме того, она весит примерно столько же, сколько и кисть руки человека", - говорит руководитель работы профессор Майкл Гольдфарб из Университета Вандербильдта (США). До сих пор протезы руки работали на батарейках - их энергии вполне хватало, чтобы обеспечивать ограниченный набор функций. Однако для сложной руки, которая могла бы, например, двигать пальцами, батарейка оказалась слабой. Поэтому ученые из группы Гольдфарба решили адаптировать для протеза ракетный двигатель. Это помогли сделать специалисты из Университета Джона Хопкинса - двигатель стал размером с карандаш. А работает он на перекиси водорода, которая разлагается при помощи катализатора. В результате возникает давление, открывающее и закрывающее серию клапанов, а кисть и пальцы приходят в движение. Небольшого сосуда с топливом, который размещается в предплечье, вполне хватает для питания искусственной руки в течение 18 часов. При создании руки возникло две проблемы. Первая - тепло. С ним справились, закрыв наиболее горячие части специальным пластиком. Вторая - выхлоп: при разложении перекиси получается вода, которую надо куда-то девать. Авторы работы применили остроумное решение: вода проходит сквозь пористую поверхность, причем ее количество примерно соответствует объему пота, выделяемого рукой человека.

Другие интересные новости:

▪ Новое устройство для телевидения высокой четкости

▪ Цифровой барометрический датчик давления - высотомер Infineon DPS310

▪ Леонардо - изобретатель пластмассы

▪ Измерена скорость звука в уникальной материи

▪ Измерение скорости ходьбы без носимых устройств

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Переноска и перевозка пострадавшего. Охрана труда

▪ статья Как работает подушка безопасности? Подробный ответ

▪ статья Сверло с радиатором. Домашняя мастерская

▪ статья Ручная сварка штучными электродами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ читать в Бесплатной технической библиотекестатья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Допускаемые значения tgδ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025