العوازل الضوئية

جهد العزل هو الحد الأقصى لفرق الجهد المقنن الذي يمكن أن يكون موجودًا بين LED ومستشعر الضوء. ويخضع جهد العزل هذا لبناء جهاز عازل البصريات نفسه وعوامل خارج الجهاز. سيحدث الانهيار الداخلي عندما يتحول الجهد عند عنصر مصدر الضوء بالجهاز إلى عنصر مستشعر الضوء. وبالمثل، سيحدث عطل خارجي عندما يتحول الجهد عند طرف الإدخال الخاص بالجهاز إلى طرف الإخراج. يتأثر هذا بتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وهو كيفية توجيه وفصل آثار المدخلات والمخرجات والظروف البيئية المحيطة بالجهاز. يعتمد الجهد الذي سيحدث عنده الانحناء على درجة الحرارة والرطوبة ومسافة الفصل والضغط ووجود الملوثات المحمولة جواً. المسافة والرطوبة هي العوامل الأكثر أهمية.

عندما يتم استخدام دائرة عازل ضوئي لفصل المستويات الأرضية أو مدخلات استشعار الجهد، فإن معدل تغير الإشارة المعزولة يكون غير مهم نسبيًا. ومع ذلك، عندما يتم استخدام عازل البصريات لفصل روابط البيانات وخطوط الاتصالات، تصبح إنتاجية الجهاز ضرورية. ضع في اعتبارك أن معدل البيانات الذي يمكن تحقيقه لأي دائرة عازل ضوئي سيعتمد على كيفية تحميل الإخراج وتأثره بدرجة الحرارة. ادرس ورقة البيانات بعناية شديدة إذا كنت تعزل روابط البيانات السريعة.

ومن الجدير بالذكر أن عوازل الشبكة السلبية الجاهزة للاستخدام متاحة لشبكات إيثرنت السلكية التي تستخدم الحث الكهرومغناطيسي لتوفير حاجز غير موصل للكهرباء دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي. قد لا يكون تنفيذ دائرة العازل البصري هو الحل الأنسب دائمًا، ولكن هذا القرار يعتمد على ظروفك الفردية.

كما هو الحال مع أي جهاز شبه موصل، فإن الثنائي الضوئي المستخدم في العازل الضوئي سيكون له عنصر غير خطي في العلاقة بين الإدخال والإخراج، مما قد يشوه الإشارة التي يتم تمريرها عبر العازل. إن التأكد من انحياز الثنائي الضوئي وتشغيله في نطاقه الخطي، وتجنب مناطق القطع أو التشبع، سوف يقلل من هذا التأثير إلى حد ما. وأي عدم خطية متبقية ستكون ملحوظة بشكل خاص عند استخدام العازلات الضوئية لفصل الإشارات التناظرية.

لقد تم تطوير عوازل ضوئية تناظرية متخصصة مع الحد الأدنى من عدم الخطية. عادةً ما يستخدمون اثنين من الثنائيات الضوئية المتصلة بمضخم تشغيلي. يعمل أحد الثنائيات الضوئية كالمعتاد، في حين أن الجهاز الثاني ذو الأداء غير الخطي المتطابق يقع في حلقة ردود فعل مكبر الصوت للتعويض عن طريق إلغاء عدم الخطية.

نسبة النقل الحالية (CTR) هي النسبة بين تيارات LED وأجهزة الاستشعار، مما يكسب الجهاز بشكل فعال ويعكس كفاءته. سوف تتطلب العوازل الضوئية ذات نسبة النقر إلى الظهور المنخفضة مزيدًا من التيار لتشغيل مؤشر LED لإنشاء تيار كافٍ في الترانزستور الضوئي لحمل إخراج معين.
نسبة النقر إلى الظهور ليست ثابتة ولكنها تعتمد على تيار الإدخال القادم إلى المكون. ستختلف نسبة النقر إلى الظهور أيضًا باختلاف كل مكون ودرجة حرارته وعمر المكون، لذلك من الضروري تحديد جهاز يوفر نسبة النقر إلى الظهور المطلوبة عند أقصى درجة حرارة مقدرة وأقصى عمر تشغيل للجهاز الذي سيستخدمه العازل الضوئي. يمكن أن تؤدي تفاوتات التصنيع في المكونات إلى نطاقات واسعة من نسبة النقر إلى الظهور ضمن نفس مجموعة المكونات، لذلك يجب أن يعمل التصميم بناءً على الحد الأدنى من نسبة النقر إلى الظهور المذكورة في ورقة البيانات. كل هذه العوامل يمكن أن تجعل اختيار الجهاز الأمثل أمرًا صعبًا.
قوة

العامل الأخير الذي يجب أخذه في الاعتبار هو متطلبات الطاقة لدائرة العازل الضوئي نفسها وإدارة الحرارة الناتجة عن المكون بسبب الخسائر. يمكن أن تكون المكونات الأساسية غير فعالة نسبيًا وتولد مستويات كبيرة من الطاقة الحرارية التي يجب التعامل معها بشكل مناسب، خاصة وأن أداء العازل الضوئي نفسه سوف يتأثر سلبًا بتأثيرات التسخين. عند تصميم مخطط الدائرة، تذكر الاحتفاظ بآثار المدخلات إلى دائرة عازل البصريات منفصلة بشكل مناسب عن جميع الآثار الأخرى، وخاصة مستويات الأرض والطاقة، لمنع العابرين من الاقتران بالسعة أو الحث بين الآثار.