سلام بر دوستان و همراهان اسمارت کامپ! در این مقاله، قصد داریم جزئیاتی راجع به قطعه الکترونیکی اپتوکوپلر به شماره 4N35 به شما ارائه دهیم. 4N35 یک اپتوکوپلر 6 پین تک کانال استاندارد است که حاوی ترانزیستور نوری NPN سیلیکونی و LED مادون قرمز آرسنید گالیم است. این اپتوکوپلر به طور گسترده در درایو و کنترل موتور، ارتباطات و شبکه و مدیریت توان استفاده می شود. در اینجا سعی خواهیم کرد تمام جنبه های مربوط به این اپتوکوپلر را پوشش دهیم تا نیازی به رفتن به جای دیگری نداشته باشید و همه اطلاعات را یکجا پیدا کنید. 

معرفی 4N35

4N35 یک قطعه الکترونیکی جهت کوپلینگ با ترانزیستور نوری است که به صورت استاندارد تک کاناله 6 پین است و حاوی یک فوتو ترانزیستور NPN سیلیکونی و یک ال ای دی (LED) مادون قرمز آرسنید گالیم است.

همچنین به عنوان اپتوکوپلر، فتوکوپلر یا اپتووایزولاتور شناخته می شود.

هدف اصلی این وسیله انتقال سیگنال الکتریکی بین دو مدار به همراه ایزوله الکتریکی با استفاده از نور می باشد.

به عبارت ساده، سیگنال ورودی به نور تبدیل می شود و سپس به کانال دی الکتریک می فرستد، نور در ورودی ترانزیستور استخراج می شود و سپس در خروجی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

ایزولاسیون نوری زمانی بسیار مفید است که خطوط انتقال الکترونیکی با نوسانات ولتاژ بالا مواجه می شوند که می تواند توسط انتقال فرکانس رادیویی و رعد و برق ایجاد شود.

پیک ولتاژ رعد و برق قادر به تولید ولتاژ تا 10 کیلو ولت هستند که بسیار بزرگتر از محدودیت های ولتاژ هر دستگاه الکترونیکی است.

اپتوکوپلر از ورود نوسانات ولتاژ بالا به سیستم جلوگیری می کند که در نهایت سیستم را از آسیب دائمی حفظ می کند.

قابلیت انتقال حفاظت شده، این قطعه الکترونیکی را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی تبدیل می‌کند که اگر در آن افزایش ولتاژ اتفاق بیافتد، از سایر تجهیزات و هم از کاربرانی که با تجهیزات کار می‌کنند محافظت می‌کند.

LED استفاده شده در این وسیله، سیگنال الکتریکی ورودی را به نور تبدیل می کند.

یک حسگر نوری که می‌تواند ترانزیستور نوری، فوتودیود یا مقاومت نوری باشد در قطعه تعبیه شده است تا با تشخیص نور ورودی مستقیماً انرژی الکتریکی تولید کند.

این قطعه همچنین دارای پایه بندی است که آن را برای نصب روی سطح مناسب می کند.

خروجی فوتو ترانزیستور با ورودی بیس، آن را به انتخابی ایده‌آل برای بسیاری از کاربردها از جمله راندن رید رله (Reed Relay) ، تشخیص شبکه AC، جداسازی زمین منطقی، تشخیص زنگ تلفن، بازخورد منبع تغذیه SMPS تبدیل می‌کند.

این وسیله دارای ظرفیت خازنی کوپلینگ ورودی-خروجی کمتر از 0.5pF است، قابلیت ارتباط با خروجی های منطق  TTL، دارد و ولتاژ تست ایزولاسیون آن 5000Vrms است. 

پیکربندی پایه های 4N35

اپتوکوپلر 4N35 عمدتاً از 6 پین تشکیل شده است که به شرح زیر است.

1. آند ال ای دی  2. کاتد ال ای دی   3. بلااستفاده   4. امیتر    5. کلکتور     6. بیس

LED استفاده شده در این اپتوکوپلر برای انتقال سیگنال الکتریکی به نور استفاده می شود. آند LED سمت مثبت LED و کاتد LED سمت منفی LED است.

فوتوترانزیستور یک حسگر نوری است که با تشخیص سیگنال نور ورودی انرژی الکتریکی تولید می کند.

حداکثر مطلق نرخ

شکل زیر حداکثر نرخ مطلق 4N35 را نشان می دهد.


از شکل مشاهده می کنید، ولتاژ معکوس 6 ولت و جریان فوروارد 50 میلی آمپر است.

حداکثر توانی که می تواند اتلاف کند 70 میلی وات است. ولتاژ شکست کلکتور-امیتر 70 ولت است و با Vceo نشان داده می شود.

به طور مشابه، ولتاژ شکست پایه امیتر 7 ولت است و با 7V نشان داده می شود.

حداکثر نرخ مطلق در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد به دست می آید

توجه به این نکته مهم است که اگر تنش‌ها از حداکثر مطلق تجاوز کنند، می‌توانند به قطعه الکترونیکی آسیب دائمی بزنند.

به طور مشابه، اگر حداکثر مطلق نرخ برای مدت زمان طولانی اعمال شود، می تواند بر قابلیت اطمینان وسیله تأثیر بگذارد.

مشخصه الکتریکی

شکل زیر مشخصات الکتریکی اپتوکوپلر 4N35 را نشان می دهد.

از شکل مشاهده می کنید، ولتاژ تست ایزولاسیون 5000 ولت و حداکثر ولتاژ اشباع 0.5 ولتاژ است.

باید یک مساله را در نظر بگیرید، این مقادیر الکتریکی کیفیت محصول را تعیین نمی کند.

کاربردهای 4N35

4N35 به دلیل مشخصات و ویژگی های پیشرفته آن در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. در زیر برخی از کاربردهایی که برای آنها استفاده می شود آورده شده است.

رله های حالت جامد (Solid State Relay)

رابط ورودی/خروجی

در مدار سوئیچینگ 

رید رله (Reed Relay)

تشخیص شبکه AC

جداسازی زمین منطقی

تشخیص زنگ تلفن

بازخورد منبع تغذیه SMPS

درایو و کنترل موتور

ارتباطات و شبکه

مدیریت توان