Relè optoelettronico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I relè optoelettronici sono interruttori elettronici controllati tramite un canale ottico. I loro principali vantaggi sono l'isolamento galvanico tra il circuito di controllo e l'elemento di commutazione, nonché l'assenza di contatti meccanici. I diodi radianti vengono utilizzati nel circuito di controllo dei relè optoelettronici e come elemento di commutazione vengono utilizzati fototiristori, fototransistor o transistor ad effetto di campo. In quest'ultimo caso, i fotodiodi che operano nella modalità di generazione della tensione vengono utilizzati per controllare i transistor.

Poiché i relè optoelettronici non sono sempre disponibili e talvolta l'industria non produce tali dispositivi con i parametri necessari, i loro analoghi su elementi discreti interessano i radioamatori. Tale analogo può essere realizzato sulla base di potenti transistor a effetto di campo di commutazione di International Rectifier ("Potenti transistor a effetto di campo di commutazione di International Rectifier" in Radio, 2001, n. 5, p. 45) e diodi emettitori IR, utilizzando proprietà della loro reversibilità. Lo schema del relè optoelettronico e la sua inclusione per il controllo del carico nella rete 220 V è mostrato in fig. 1.

Per pilotare un FET ad alta commutazione è necessaria una potenza del segnale statico molto bassa. Per aprire il transistor indicato nello schema, è sufficiente applicare una tensione di controllo al suo gate nell'intervallo da 4,5 a 10 V. In questo caso, la resistenza del suo canale scenderà a 0,85 ohm. La tensione necessaria per aprire il transistor è generata dai diodi emettitori IR BL1 - BL5, che funzionano in modalità fotodiodo. I diodi emettitori B11-B15 sono posti esattamente di fronte ai fotodiodi BL1 - BL5. I diodi radianti e il resistore R1 formano il circuito di controllo. Quando la corrente scorre attraverso il circuito di controllo, la radiazione IR colpisce i fotodiodi, la tensione generata viene applicata al gate del transistor ad effetto di campo e si apre. Pertanto, per collegare il carico alla rete, è necessario applicare tensione al circuito di controllo.

Il numero di fotodiodi dipende dalla tensione di gate alla quale il FET si accende. Poiché, quando illuminato, su ciascun fotodiodo appare una tensione di 0,9 ... 1 V, è necessario collegare almeno cinque diodi di questo tipo in serie. Nel circuito di controllo con una corrente di 20 ... 50 mA, la caduta di tensione su ciascun diodo emittente è 1,1 ... 1,2 V, pertanto, per cinque diodi, la tensione di controllo deve essere maggiore di 6 V. A seconda del suo valore e la corrente richiesta attraverso i diodi calcola la resistenza del resistore R1:

R1=(Uy-NUd)/Id,

dove Uy - tensione di controllo; Ud - tensione ai capi del diodo; N è il numero di diodi; Id - diodo emettitore di corrente.

Se è necessario ridurre la tensione di controllo, è consentito collegare in parallelo i diodi radianti nel circuito di controllo, ma per ciascuno di essi è necessario scegliere il proprio resistore di limitazione della corrente.

La maggior parte delle parti è montata su un circuito stampato in fibra di vetro a foglio unilaterale sul lato dei conduttori stampati. Il disegno della tavola è mostrato in fig. 2. I diodi vengono posizionati esattamente uno di fronte all'altro con uno spazio di circa 1 mm e, dopo la regolazione, vengono incollati alla scheda. Dall'alto, i diodi sono ricoperti da uno schermo opaco di materiale isolante. Il transistor è saldato alla scheda e l'area di saldatura è riempita con colla epossidica.

È consentito utilizzare qualsiasi diodi emettitori IR di media potenza nel dispositivo, che deve essere verificato preventivamente per il funzionamento in modalità generatore. Utilizzando altri transistor ad effetto di campo, è possibile ottenere un relè con i parametri richiesti. Ad esempio, se si installa un transistor IRLR2905, che ha una tensione di apertura di 2,5 V, è possibile ridurre il numero di fotodiodi collegati in serie. In questo caso, la corrente massima del relè è di 30.. .40 A, ma la tensione di commutazione non deve superare i 55 V. A seconda della potenza del carico, potrebbe essere necessario posizionare il transistor sul dissipatore di calore. Il ponte a diodi VD1 deve fornire la corrente di carico richiesta.

Autore: I. Nechaev, Kursk

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