Relais optoélectronique. Schéma, description

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Relais optoélectronique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur

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Les relais optoélectroniques sont des interrupteurs électroniques commandés via un canal optique. Leurs principaux avantages sont l'isolation galvanique entre le circuit de commande et l'élément de commutation, ainsi que l'absence de contacts mécaniques. Les diodes rayonnantes sont utilisées dans le circuit de commande des relais optoélectroniques, et les photothyristors, les phototransistors ou les transistors à effet de champ sont utilisés comme élément de commutation. Dans ce dernier cas, des photodiodes fonctionnant en mode génération de tension sont utilisées pour commander des transistors.

Comme les relais optoélectroniques ne sont pas toujours disponibles et que parfois l'industrie ne produit pas de tels dispositifs avec les paramètres nécessaires, leurs analogues sur des éléments discrets intéressent les radioamateurs. Un tel analogue peut être réalisé sur la base de puissants transistors à effet de champ à commutation d'International Rectifier («Puissants transistors à effet de champ à commutation d'International Rectifier» dans Radio, 2001, n ° 5, p. 45) et de diodes émettrices IR, en utilisant la propriété de leur réversibilité. Le schéma du relais optoélectronique et son inclusion pour contrôler la charge dans le réseau 220 V sont illustrés à la fig. 1.

relais optoélectronique

Une puissance de signal statique très faible est nécessaire pour piloter un FET à commutation élevée. Pour ouvrir le transistor indiqué sur le schéma, il suffit d'appliquer une tension de commande sur sa grille comprise entre 4,5 et 10 V. Dans ce cas, la résistance de son canal diminuera à 0,85 ohms. La tension nécessaire à l'ouverture du transistor est générée par les diodes émettrices IR BL1 - BL5, qui fonctionnent en mode photodiode. Les diodes émettrices B11-B15 sont placées exactement en face des photodiodes BL1-BL5. Les diodes rayonnantes et la résistance R1 forment le circuit de commande. Lorsque le courant traverse le circuit de commande, le rayonnement IR frappe les photodiodes, la tension générée est appliquée à la grille du transistor à effet de champ et il s'ouvre. Ainsi, pour connecter la charge au réseau, il est nécessaire d'appliquer une tension au circuit de commande.

Le nombre de photodiodes dépend de la tension de grille à laquelle le FET s'allume. Étant donné que, lorsqu'il est éclairé, une tension de 0,9 ... 1 V apparaît sur chaque photodiode, au moins cinq de ces diodes doivent être connectées en série. Dans le circuit de commande à un courant de 20 ... 50 mA, la chute de tension aux bornes de chaque diode émettrice est de 1,1 ... 1,2 V, par conséquent, pour cinq diodes, la tension de commande doit être supérieure à 6 V. En fonction de sa valeur et le courant requis à travers les diodes calcule la résistance de la résistance R1 :

R1=(Uy-NUd)/Id,

où Uy - tension de commande; Ud - tension aux bornes de la diode; N est le nombre de diodes ; Id - diode émettrice de courant.

S'il est nécessaire de réduire la tension de commande, il est permis de connecter en parallèle des diodes rayonnantes dans le circuit de commande, mais pour chacune d'elles, vous devez choisir votre propre résistance de limitation de courant.

La plupart des pièces sont montées sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre à feuille unilatérale du côté des conducteurs imprimés. Le dessin de la carte est illustré à la fig. 2. Les diodes sont placées exactement l'une en face de l'autre avec un écart d'environ 1 mm et, après réglage, sont collées sur la carte. Par dessus, les diodes sont recouvertes d'un écran opaque en matériau isolant. Le transistor est soudé à la carte et la zone de soudure est remplie de colle époxy.

relais optoélectronique

Il est permis d'utiliser toutes les diodes émettrices IR de moyenne puissance dans l'appareil, dont le fonctionnement en mode générateur doit être vérifié au préalable. En utilisant d'autres transistors à effet de champ, vous pouvez obtenir un relais avec les paramètres requis. Par exemple, si vous installez un transistor IRLR2905, qui a une tension d'ouverture de 2,5 V, le nombre de photodiodes connectées en série peut être réduit. Dans ce cas, le courant de relais maximal est de 30 à 40 A, mais la tension de commutation ne doit pas dépasser 55 V. En fonction de la puissance de charge, le transistor peut devoir être placé sur le dissipateur thermique. Le pont de diodes VD1 doit fournir le courant de charge nécessaire.

Auteur : I. Nechaev, Koursk

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