ऑप्टो -युग्मन तत्वों का वर्गीकरण और मुख्य पैरामीटर

ऑप्टो{0}आइसोलेटर, या ऑप्टिकल कपलर, जिसे संक्षिप्त रूप में OC कहा जाता है, जिसे ऑप्टिकल कपलर, ऑप्टिकल आइसोलेटर या ऑप्टो{1}आइसोलेटर, संक्षिप्त रूप में ऑप्टो{2}कपलर भी कहा जाता है, एक प्रकार का महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक घटक है, जिसका संचार, औद्योगिक नियंत्रण, चिकित्सा उपकरण आदि जैसे कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस लेख में, हम पाठकों को व्यापक और गहन समझ प्रदान करने के लिए फोटोकपलिंग घटकों के तकनीकी सिद्धांत, वर्गीकरण, मुख्य पैरामीटर और अनुप्रयोग उदाहरण पेश करेंगे।

I. फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन तत्व का तकनीकी सिद्धांत

फोटोकपलिंग तत्व उपकरणों के एक समूह में विद्युत संकेतों को संचारित करने के लिए मीडिया के रूप में प्रकाश का उपयोग करना है, इसका मुख्य कार्य सामान्य विद्युत सिग्नल इनपुट को बनाए रखना है, ट्रांसमिशन विधि की अलगाव परत के माध्यम से विद्युत सिग्नल बनाने की आवश्यकता की भूमिका के बीच आउटपुट में एक अच्छा अलगाव होता है। ऑप्टोकॉप्लर आम तौर पर तीन भागों से बना होता है: प्रकाश उत्सर्जन, प्रकाश रिसेप्शन और सिग्नल प्रवर्धन।

प्रकाश उत्सर्जन:इनपुट विद्युत संकेत प्रकाश उत्सर्जक स्रोत को प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित करता है। एक सामान्य प्रकाश उत्सर्जित करने वाला स्रोत अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करने वाला डायोड (एलईडी) है, जो विद्युत ऊर्जा को एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश में परिवर्तित करता है।

प्रकाश का ग्रहण:यह एक फोटोडिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है और एक फोटोकरंट उत्पन्न करता है। उत्सर्जक स्रोत और रिसीवर के बीच एक बंद ऑप्टिकल चैनल (जिसे ढांकता हुआ चैनल भी कहा जाता है) होगा, रिसीवर एक प्रकाश सेंसर है, जो प्रकाश की एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को महसूस करता है, इसे सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, इस सिग्नल द्वारा बाहरी बिजली आपूर्ति द्वारा प्रदान की गई धारा को भी संशोधित किया जा सकता है। सामान्य रिसीवर फोटोरेसिस्टर, फोटोडायोड, फोटोट्रांसिस्टर, सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) या टीआरआईएसी हैं।

सिग्नल प्रवर्धन:आउटपुट के बाद फोटोकरंट को और अधिक बढ़ाया जाता है, इस प्रकार विद्युत - ऑप्टिकल - विद्युत रूपांतरण पूरा होता है, इनपुट, आउटपुट, अलगाव की भूमिका निभाता है।

चूंकि ऑप्टोकॉप्लर इनपुट और आउटपुट एक-दूसरे से अलग होते हैं, इसमें अच्छा विद्युत इन्सुलेशन और {{0}हस्तक्षेप रोधी क्षमता होती है। साथ ही, ऑप्टोकॉप्लर का इनपुट कम {{3}प्रतिरोध घटकों के वर्तमान {{2} प्रकार के कार्य से संबंधित है, इसमें एक मजबूत सामान्य मोड अस्वीकृति क्षमता है। इसलिए, यह एक टर्मिनल आइसोलेशन तत्व के रूप में लंबी लाइन ट्रांसमिशन जानकारी में सिग्नल अलगाव इंटरफ़ेस डिवाइस के रूप में कंप्यूटर डिजिटल संचार और त्वरित नियंत्रण में सिग्नल {{5} से - शोर अनुपात में काफी सुधार कर सकता है, जो इसके काम की विश्वसनीयता को काफी बढ़ा सकता है।

द्वितीय. वर्गीकरण के ऑप्टिकल युग्मन घटक

फोटोकपलिंग तत्व को एनालॉग और डिजिटल दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, जो प्रकाश ट्रांसमीटर और प्रकाश डिटेक्टर से बने होते हैं। सामान्य फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन तत्व एक अपारदर्शी पैकेज में एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) और फोटोट्रांजिस्टर (या अन्य प्रकार के प्रकाश संवेदनशील घटक) है। विभिन्न वर्गीकरण मानदंडों के अनुसार, फोटोकपलिंग तत्वों को आगे उप-विभाजित किया जा सकता है:

ऑप्टिकल पथ के अनुसार:बाहरी ऑप्टिकल पथ फोटोकपलर (जिसे फोटोइलेक्ट्रिक इंटरमिटेंट डिटेक्टर भी कहा जाता है) और आंतरिक ऑप्टिकल पथ फोटोकपलर में विभाजित किया जा सकता है।

बाहरी ऑप्टिकल पथ फोटोकपलर:ऑप्टिकल पथ आंशिक रूप से बाहरी वातावरण के संपर्क में है, जो बड़ी ऑप्टिकल रेंज या विशेष ऑप्टिकल पथ अवसरों की आवश्यकता पर लागू होता है।

आंतरिक ऑप्टिकल पथ फोटोकपलर:ऑप्टिकल पथ आंशिक रूप से डिवाइस के अंदर संपुटित है, कॉम्पैक्ट संरचना, उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जिन्हें उच्च ऑप्टिकल पथ की आवश्यकता नहीं होती है।

आउटपुट प्रकार के अनुसार:एनालॉग फोटोकपलर और डिजिटल फोटोकपलर में विभाजित किया जा सकता है।

एनालॉग ऑप्टोकॉप्लर:आउटपुट सिग्नल एक लगातार बदलती एनालॉग मात्रा है, जो एनालॉग सिग्नल के प्रसारण और अलगाव के लिए उपयुक्त है।

डिजिटल ऑप्टोकॉप्लर:आउटपुट सिग्नल अलग डिजिटल मात्रा है, जो डिजिटल सिग्नल ट्रांसमिशन और अलगाव के लिए उपयुक्त है।

पैकेज प्रपत्र के अनुसार:डीआईपी (डबल इन - लाइन), एसओपी (छोटा आउटलाइन पैकेज), एसएमडी (सरफेस माउंट डिवाइस) इत्यादि में विभाजित किया जा सकता है।

डीआईपी पैकेज:पारंपरिक पीसीबी बोर्डों पर डालने के लिए उपयुक्त।

एसओपी और एसएमडी पैकेज:आधुनिक उच्च घनत्व वाले पीसीबी बोर्ड माउंटिंग के लिए।

तृतीय. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक युग्मन घटकों के मुख्य पैरामीटर

इसके अनुप्रयोग के प्रदर्शन मापदंडों के फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन घटकों के प्रभाव पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, निम्नलिखित कई प्रमुख पैरामीटर हैं:

रिवर्स करंट आईआर:जब परीक्षण के तहत ट्यूब के दोनों सिरों पर निर्दिष्ट रिवर्स ऑपरेटिंग वोल्टेज वीआर जोड़ा जाता है तो डायोड में प्रवाहित होने वाली धारा।

रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज VBR:जब परीक्षण के तहत ट्यूब द्वारा रिवर्स करंट आईआर पारित किया जाता है तो ध्रुवों के बीच वोल्टेज ड्रॉप एक निर्दिष्ट मान होता है।

फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप VF:जब डायोड के माध्यम से आगे की धारा एक निर्दिष्ट मान होती है तो सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनलों के बीच वोल्टेज में गिरावट होती है।

अग्रेषित वर्तमान यदि:जब परीक्षण के तहत ट्यूब के दोनों सिरों पर एक निश्चित फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है तो डायोड में करंट प्रवाहित होता है।

वर्तमान स्थानांतरण अनुपात सीटीआर:जब आउटपुट ट्यूब का ऑपरेटिंग वोल्टेज एक निर्दिष्ट मान होता है, तो आउटपुट करंट और प्रकाश उत्सर्जित करने वाले डायोड के फॉरवर्ड करंट का अनुपात करंट ट्रांसफर अनुपात CTR होता है। सीटीआर ऑप्टोकॉप्लर की ट्रांसमिशन दक्षता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।

पल्स वृद्धि का समय tr और गिरावट का समय tf:निर्दिष्ट परिचालन स्थितियों में ऑप्टोकॉप्लर, प्रकाश उत्सर्जक डायोड इनपुट निर्दिष्ट वर्तमान आईएफपी पल्स तरंग, आउटपुट ट्यूब आउटपुट संबंधित पल्स तरंग है। आउटपुट पल्स फ्रंट एज के आयाम के 10% से 90% तक, पल्स वृद्धि समय tr के लिए आवश्यक समय; आउटपुट पल्स बैक एज के आयाम के 90% से 10% तक, पल्स फ़ॉल टाइम tf के लिए आवश्यक समय। ये दो पैरामीटर ऑप्टोकॉप्लर की प्रतिक्रिया गति को दर्शाते हैं।

अलगाव वोल्टेज Vio:इन्सुलेशन का मूल्य ऑप्टोकॉप्लर के इनपुट और आउटपुट के बीच वोल्टेज का सामना करता है। यह ऑप्टोकॉप्लर की विद्युत अलगाव क्षमता को दर्शाता है।

अलगाव समाई Cio और अलगाव प्रतिरोध रियो:ऑप्टोकॉप्लर के इनपुट और आउटपुट टर्मिनलों के बीच क्रमशः कैपेसिटेंस मान और इन्सुलेशन प्रतिरोध मान। ऑप्टोकॉप्लर की हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता और स्थिरता पर उनका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

चतुर्थ. फोटोकपलिंग तत्वों के अनुप्रयोग उदाहरण

ऑप्टोकपलिंग घटकों का उनके अद्वितीय विद्युत अलगाव और सिग्नल ट्रांसमिशन विशेषताओं के कारण कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित कुछ विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण हैं:

ऑप्टिकल संचार उद्योग:ऑप्टिकल संचार के क्षेत्र में, फोटोकपलर, सिग्नल रूपांतरण और अलगाव की मुख्य कड़ी के रूप में, संचार संकेतों के स्थिर संचरण और कुशल प्रसंस्करण की प्रभावी ढंग से गारंटी देता है। 5G तकनीक के लोकप्रिय होने और डेटा ट्रांसमिशन दर और क्षमता की मांग में तेज वृद्धि के साथ, ऑप्टोकॉप्लर्स की भूमिका अधिक प्रमुख हो गई है।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT):IoT टर्मिनल उपकरण और क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म के बीच डेटा इंटरैक्शन में, ऑप्टो {{0} युग्मक विश्वसनीय विद्युत अलगाव और सिग्नल ट्रांसमिशन प्रदान करते हैं, जो IoT प्रणाली के स्थिर संचालन की गारंटी देता है।

औद्योगिक स्वचालन:औद्योगिक स्वचालन नियंत्रण प्रणालियों में, ऑप्टोकॉप्लर्स का व्यापक रूप से उनकी उच्च विश्वसनीयता और मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता के कारण पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर), सेंसर, एक्चुएटर्स और अन्य प्रमुख उपकरणों में उपयोग किया जाता है। सर्किट के बीच विद्युत अलगाव को महसूस करके, ऑप्टो {{2} युग्मक औद्योगिक क्षेत्र में नियंत्रण संकेतों पर जटिल विद्युत चुम्बकीय वातावरण के हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से रोकते हैं, जिससे स्वचालन नियंत्रण प्रणाली का स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है।

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:स्मार्टफोन, टैबलेट पीसी, पहनने योग्य डिवाइस जैसे पोर्टेबल उपकरणों में, ऑप्टो -कपलर्स पावर प्रबंधन, सिग्नल ट्रांसमिशन और अन्य पहलुओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे न केवल उपकरणों के प्रदर्शन और स्थिरता में सुधार करते हैं, बल्कि बिजली की खपत और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को भी कम करते हैं।

नई ऊर्जा वाहन:नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में, बैटरी प्रबंधन प्रणालियों (बीएमएस) और मोटर नियंत्रण प्रणालियों में एक प्रमुख अनुप्रयोग के रूप में ऑप्टोकॉप्लर्स का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। वे वाहन सुरक्षा और ऊर्जा दक्षता में सुधार करते हैं और नई ऊर्जा वाहन प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति में योगदान करते हैं।

चिकित्सा उपकरण और जैव प्रौद्योगिकी:चिकित्सा उपकरणों में, ऑप्टोकॉप्लर्स विद्युत अलगाव का एहसास करते हैं, जिससे उपकरण विफलता के कारण रोगियों को बिजली के झटके का जोखिम प्रभावी ढंग से कम हो जाता है। इस बीच, जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में, ऑप्टोकॉप्लर अपनी उच्च संवेदनशीलता के आधार पर जैविक संकेतों का सटीक पता लगा सकते हैं, जो जीवन विज्ञान अनुसंधान, चिकित्सा निदान और उपचार के लिए मजबूत तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं।

वी. निष्कर्ष और संभावना

एक महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक घटक के रूप में, ऑप्टो {{0} युग्मक घटक संचार, औद्योगिक नियंत्रण, चिकित्सा उपकरण आदि जैसे कई क्षेत्रों में एक अपूरणीय भूमिका निभाते हैं। प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और अनुप्रयोग आवश्यकताओं के निरंतर विस्तार के साथ, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक युग्मन तत्वों के प्रदर्शन और प्रकार में भी सुधार और संवर्धन हो रहा है। भविष्य में, उच्च प्रदर्शन, उच्च घनत्व और उच्च विश्वसनीयता के लिए आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग घटक उच्च गति, उच्च विश्वसनीयता, कम बिजली की खपत और छोटे पैकेज की दिशा में आगे बढ़ेंगे। साथ ही, अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग घटकों का एकीकरण और संलयन भी भविष्य के विकास की एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति बन जाएगा, जो इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के नवाचार और उन्नयन के लिए अधिक संभावनाएं प्रदान करेगा।