Optokuplör, bir elektrik sinyalinin iki izole devre arasında iletilmesine izin veren yarı iletken bir cihazdır. Bir optokuplörün en büyük avantajı, giriş ve çıkış devreleri arasında kurulabilen elektriksel izolasyonda yatmaktadır.

Opto izolatör olarak da bilinen bir optokuplörün temel tasarımı, kızıl ötesi ışık üreten bir LED ve yayılan kızıl ötesi ışını algılamak için kullanılan yarı iletken ışığa duyarlı bir cihazdan oluşur. Her iki parça da bağlantı için pimleri olan bir kara kutu içinde bulunur. Giriş devresi, ister AC ister DC olsun, gelen sinyali alır ve LED’i açmak için sinyali kullanır.

Optokuplör, özellikle düşük voltajlı veya yüksek gürültüye duyarlı devrelerde, elektriksel çarpışma olasılıklarını önlemek veya istenmeyen sesleri dışlamak için devreleri izole etmek için kullanılır. Bu önemli elektronik bileşen, elektrikle ilgili uygulamalarda sağladığı faydalar sayesinde birçok farklı elektrik – elektronik sektöründe kullanılmaktadır. Özetle, ihtiyaç ve yeteneklerine göre farklı çeşitleri bulunan bu bileşen, elektrik izolasyonu sağlar.

Optokuplör bileşeni sayesinde, sadece ışık kullanarak bir giriş kaynağı ile bir çıkış yükü arasında elektriksel izolasyon da sağlayabiliriz. Optokuplör, bir ışık yayıcı, LED ve tek bir foto-diyot, foto-transistör, foto-direnç, foto-SCR veya temel çalışma özelliğine sahip bir foto-triyak olabilen ışığa duyarlı bir alıcıdan oluşur.

Optokuplör Nasıl Çalışır?

Fotosensör ışığı algılayan çıkış devresidir ve çıkış devresinin tipine bağlı olarak çıkış AC veya DC olacaktır. Akım önce optokuplöre uygulanır ve LED’in cihazdan geçen akımla orantılı bir kızılötesi ışık yaymasını sağlar. Işık fotosensöre çarptığında bir akım iletilir ve açılır. LED’den geçen akım kesildiğinde, IR ışını kesilir ve fotosensörün iletiminin durmasına neden olur.

Optokuplör çalışma prensibi

Dört adet optokuplör konfigürasyonu vardır. Foto-transistör ve Foto-Darlington tipik olarak DC devrelerinde kullanılır ve Foto-SCR ve Foto-TRIAC, AC devrelerini kontrol etmek için kullanılır. Foto-transistör optokuplörde, transistör ya PNP ya da NPN olabilir. Darlington transistörü, bir transistörün diğer transistörün tabanını kontrol ettiği iki transistör çiftidir. Darlington transistörü yüksek kazanç yeteneği sağlar.

optokuplör konfigürasyonu

Optokuplör ve optoizolatör terimleri genellikle birbirinin yerine kullanılsalar da ikisi arasında küçük bir fark vardır. Ayırt edici faktör, giriş ve çıkış arasında beklenen voltaj farkıdır. Optokuplör, 5.000 volta kadar olan potansiyellerde elektriksel izolasyonu korurken devreler arasında analog veya dijital bilgi iletmek için kullanılır. Potansiyel farkın 5.000 voltun üzerinde olduğu devreler arasında analog veya dijital bilgi iletmek için bir optoizolatör kullanılır.

Optokuplör Çeşitleri

İhtiyaçlarına ve anahtarlama yeteneklerine göre birçok farklı optokuplör çeşitleri vardır. Optokuplör çeşitlerini inceleyelim.

Transistör Çıkışlı Optokuplör

Transistör çıkışlı optokuplörün iç yapısı aşağıdaki şemadaki gibidir.

Transistör çıkışlı optokuplör

Foto Transistör, çıkış pininin mevcudiyetine bağlı olarak iki tipte olabilir.  İkinci resimde, transistörün tabanına dâhili olarak bağlı ek bir pin çıkışı var. Bu 6 numaralı pim, foto transistörün hassasiyetini kontrol etmek için kullanılır. Genellikle pim, yüksek değerli bir direnç kullanarak toprak veya negatif ile bağlanmak için kullanılır. Bu konfigürasyonda, gürültü veya elektriksel geçişlerden kaynaklanan yanlış tetikleme etkin bir şekilde kontrol edilebilir.

Ayrıca, Transistör Optokuplörü kullanmadan önce, kullanıcının transistörün maksimum derecesini bilmesi gerekir. PC816, PC817, LTV817, K847PH yaygın olarak kullanılan birkaç foto transistör optokuplördür. Foto – DC devre ile ilgili izolasyonlarda transistör çıkşlı optokuplör kullanılmaktadır.

Darlington Çıkışlı Optokuplör

Darlington Çıkışlı Optokuplörün iç yapısı aşağıdaki şemadaki gibidir.

Darlington Çıkışlı Optokuplör

Darlington Çıkışlı Optokuplör, bir transistörün diğer transistör tabanını kontrol ettiği iki transistör çiftidir. Bu konfigürasyonda Darlington Optokuplör yüksek kazanç kabiliyeti sağlar. Her zamanki gibi LED, kızılötesi LED yayar ve transistör çiftinin tabanını kontrol eder.

Bu tip optokuplör, izolasyon için DC devre ile ilgili alanlarda da kullanılır. Transistörün tabanına dâhili olarak bağlanan 6. pim, Transistör Optokuplörde bahsettiğimiz gibi transistörün hassasiyetini kontrol etmek için kullanılır. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3  Darlington Optokuplör örnekleridir.

Triyak Çıkışlı Optokuplör

Triyak Çıkışlı Optokuplörün iç yapısı aşağıdaki şemadaki gibidir.

Triyak Çıkışlı Optokuplör

Triyak optokuplör, esas olarak AC tabanlı kontrol veya anahtarlamanın gerekli olduğu yerlerde kullanılır. LED, DC ve AC’yi kontrol etmek için kullanılan triyak kullanılarak kontrol edilebilir. Optokuplör bu durumda da mükemmel izolasyon sağlar. IL420, 4N35 Triyak çıkışlı optokuplör örnekleridir.

SCR Çıkışlı Optokuplör

SCR Çıkışlı Optokuplörün iç yapısı aşağıdaki şemadaki gibidir.

SCR Çıkışlı Optokuplör

SCR Çıkışlı Optokuplör, silikon kontrollü doğrultucu anlamına gelir. SCR Optokuplör,  olarak da adlandırılır. Diğer optokuplörler gibi, LED Kızılötesi yayar. SCR, LED’in yoğunluğu tarafından kontrol edilir. MOC3071, IL400, MOC3072 SCR Çıkışlı Optokuplör örnekleridir.

Optokuplörün Avantajları

  • Optokuplörün avantajlarından en önemlilerinden biri, sinyallerden elektrik gürültüsünü kaldırmasıdır.
  • Optokuplör sayesinde, düşük voltajlı cihazları yüksek voltajlı devrelerden izole edebilirsiniz. Cihaz, voltaj dalgalanmalarından kaynaklanan kesintileri önleyebilir (örneğin: radyo frekansı iletimlerinden, yıldırım çarpmalarından ve bir güç kaynağındaki ani yükselmelerden)
  • Daha büyük AC voltajlarını kontrol etmek için küçük dijital sinyallerin kullanılmasına izin vermesi de Optokuplörün avantajları arasında yer almaktadır.

Optokuplörün Kullanım Alanları

İki devre arasında izolasyonu sağlayan optokuplörler;

  • PLC
  • Müzik endüstrisi
  • Mikro işlemcili sistemler,
  • Otomasyon endüstrisi,
  • MOSFET ve IGBT sürücülerde,
  • Bilgisayar ve telekomünikasyon teknolojilerinde kullanılmaktadır.

Kullanım alanına uygun doğru optokuplörü seçmek için, maksimum işlem sıcaklığı, akım transfer oranlarına ve tiplere dikkat edilmelidir.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here