optokytkimet

Optokytkin on elektroninen komponentti, jolla signaali voidaan siirtää sähköisesti eristetysti kahden erillisen piirin välillä. Se koostuu kahdesta osasta: LED-valosta, joka on sijoitettu input-puolelle, sekä fotosensorista, joka on output-puolella. Vähemmän kuin optisesti kytkettyjen järjestelmien välillä ei synny sähköistä yhteyttä, vaan tiedonsianto tapahtuu valon välityksellä.

Toiminta perustuu valon emittoivaan LEDiin. Kun input-syöttöön kytketään virtaa, LED tuottaa valoa, jota output-puolen fotosensori virittäytyy havaitsemaan. The fotosensori muuttaa valon muuntuneeksi sähköiseksi vasteeksi, joka ohjaa ulkoisen piirin sähköistä tilaa. Tämä galvaninen eristys estää suurjännite- tai häiriöiden siirtymisen inputilta outputille ja lisää sekä turvallisuutta että jännitteenkestoa.

Tyypillisiä optokytkimiä ovat fototransistor- sekä fotodiodi-tyypit, sekä erikoistapaukset kuten fototriaq- ja optoMOS-kytkimet. Fototransistor-tyypit soveltuvat yleisiin digitaalisignaalien eristystarpeisiin, kun taas fototriaq-tyyppejä käytetään AC-kytkentöjen ohjaukseen. OptoMOS-tyypit tarjoavat kytkimen kaltaisen vasteen MOSFET-pohjaiselle ulostulolle.

Keskeisiä ominaisuuksia ovat eristysjännitys, CTR (current transfer ratio), siirtovastus sekä vasteaika. CTR kuvaa tulosignaalin ja tulokseen vaikuttavan sisääntulojännitteisen virran suhdetta, ja se vaihtelee laitteesta sekä lämpötilasta riippuen, tyypillisesti muutamasta prosentista satoihin prosentteihin. Optokytkimet tarjoavat nopean, kompaktin ja turvallisen tavan eristää elektroniikkaa esimerkiksi mikrokontrollerien, teholohkijoiden, virtalähteiden ja moottorikäyttöjen välillä. Tekniset valinnat vaikuttavat kytkennän nopeuteen, eristysarvoihin ja luotettavuuteen.