Hvernig virkar Photorelay?

Hvernig virkar photorelay?

Ljósrelay, einnig þekkt sem photoMOS gengi eða ljóseinangrað gengi, er rafeindabúnaður sem notar ljós til að stjórna straumflæði í rafrás. Það er tegund af solid-state gengi sem starfar byggt á meginreglum ljóseindatækni. Í þessari grein munum við kanna vinnureglur og notkun ljósleiðara.

Vinnureglur photorelay

Ljósgengi samanstendur af þremur meginþáttum: ljóseinangruðu inntak, stjórnrás og úttaksrofa. Optískt einangraða inntakið er ábyrgt fyrir því að taka á móti stýrimerkinu, sem er venjulega í formi ljóss. Stýrirásin vinnur inntaksmerkið og stjórnar úttaksrofanum í samræmi við það.

Optískt einangraða inntakið er venjulega ljósdíóða (LED) sem er komið fyrir í gagnsæjum pakka. Þegar nægileg framspenna er sett á LED gefur það frá sér ljós. Bylgjulengd ljóssins er mismunandi eftir samsetningu LED efnisins, svo sem gallíumarseníðs eða gallíumfosfíðs.

Hinum megin á ljósleiðaranum er úttaksrofinn venjulega málm-oxíð-hálfleiðara sviði-áhrif smári (MOSFET). Það samanstendur af upptökustöð, hliðarstöð og frárennslisstöð. Hliðstöðin stjórnar leiðni milli upptöku- og frárennslisstönganna.

Stjórnrásin er ábyrg fyrir því að þýða ljósmerkið sem móttekið er af ljóseinangruðu inntakinu yfir í spennu- eða straummerki sem hentar til að knýja hliðarstöð MOSFET. Þessi hringrás tryggir einnig rétta virkni og vernd ljósleiðarans.

Virkjun og rekstur ljósleiðara

Til að virkja ljósleiðara þarf stýrimerki í formi ljóss að beina í átt að ljóseinangruðu inntakinu. Þegar ljósdíóðan tekur við stjórnmerkinu gefur það frá sér ljós. Þetta ljós fer yfir einangrunarhindrunina og nær stjórnrásinni, sem magnar síðan merkið og setur það á hliðið á MOSFET.

Það fer eftir pólun og styrkleika stjórnmerkisins, hægt er að halla hliðarstöðinni til að kveikja á MOSFET annað hvort ON eða OFF. Þegar ljósrelayið er í SLÖKKT ástandi er leiðni milli upptöku- og frárennslisstöðva MOSFET lágmarks eða engin, sem truflar í raun straumflæðið. Aftur á móti, þegar ljósleiðarinn er í ON-stöðu, er leiðni milli upptöku- og frárennslisstönganna hámörkuð, sem gerir straum kleift að flæða í gegnum ljósleiðarann.

Virkjun og afvirkjunartími ljósleiðara er venjulega hraður, allt frá míkrósekúndum til millisekúndna. Þetta gerir ljósleiðara hentugar fyrir notkun þar sem þörf er á skjótum viðbragðstíma, svo sem í iðnaðar sjálfvirkni, fjarskiptum og mælitækjum.

Kostir photorelays

Photorelays bjóða upp á nokkra kosti fram yfir hefðbundna rafvélræna liða. Einn stór kostur er þéttur stærð þeirra. Vegna eðlis þeirra í föstu formi er hægt að framleiða ljósleiðara í mun minni formstuðli miðað við rafvélræna hliðstæða þeirra. Þetta gerir þau tilvalin fyrir forrit með takmarkað pláss.

Annar kostur photorelays er mikill hraði þeirra og áreiðanleiki. Skortur á hreyfanlegum hlutum í photorelays útilokar vélrænt slit sem tengist rafvélrænum liða. Þetta eykur endingartíma þeirra og dregur úr viðhaldsþörf.

Ennfremur veita ljósleiðar yfirburða rafeinangrun milli stjórnmerkisins og úttaksrásarinnar. Optískt einangraða inntakið tryggir að hugsanlegir spennustoppar, skammvinnir eða hávaði í stýrimerkinu hafi ekki áhrif á úttaksrásina. Þessi einangrun eykur einnig öryggi með því að koma í veg fyrir raflost og truflanir milli mismunandi rafrása.

Umsóknir um ljósleiðara

Photorelays finna forrit í ýmsum atvinnugreinum og sviðum vegna einstaka eiginleika þeirra. Sum algeng forrit eru:

1. Iðnaðar sjálfvirkni: Photorelays eru mikið notaðar í iðnaðarstýringarkerfum, þar sem þau veita áreiðanlega og hraðvirka skiptalausn til að stjórna mótorum, segullokum, lokum og öðrum þáttum í sjálfvirkniferlinu.

2. Fjarskipti: Ljósleiðarar eru almennt notaðar í fjarskiptabúnaði, svo sem rofa, beinar og ljósnetstæki. Háhraðaskiptageta þeirra gerir þau hentug til að meðhöndla gagnamerki í fjarskiptanetum.

3. Mæli- og prófunarbúnaður: Ljósleiðar eru notaðar í mæli- og prófunarbúnaði, svo sem sveiflusjár, virknirafal og gagnaöflunarkerfi. Mikil nákvæmni þeirra, smæð og fljótur viðbragðstími gerir þá að kjörnum vali fyrir þessi forrit.

4. Lækningatæki: Ljóstengingar eru notaðar í lækningatæki, svo sem eftirlitskerfi fyrir sjúklinga, greiningarbúnað og rannsóknarstofutæki. Rafeinangrun þeirra og áreiðanleiki tryggja öryggi og nákvæma notkun þessara tækja.

5. Bílaiðnaður: Photorelays eru notuð í bílaumsóknum, þar á meðal ljósastýringar, mótorstýringar, kveikjukerfi og rafhlöðustjórnun. Fyrirferðarlítil stærð þeirra, háhraðaskipti og áreiðanleiki gera þær hentugar fyrir krefjandi bílaumhverfi.

Niðurstaða

Að lokum er ljósrelay rafeindabúnaður sem notar ljós til að stjórna straumflæði í rafrás. Það samanstendur af optískt einangruðu inntaki, stjórnrás og úttaksrofa. Virkjun og rekstur ljósleiðara byggir á losun og greiningu ljósmerkja. Photorelays bjóða upp á kosti eins og lítil stærð, háhraða, áreiðanleika og rafeinangrun. Þeir finna forrit á ýmsum sviðum eins og sjálfvirkni í iðnaði, fjarskiptum, mælitækjum, lækningatækjum og bílaiðnaði.