DE2548738A1 - OPTOELECTRONIC COUPLER - Google Patents
OPTOELECTRONIC COUPLERInfo
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Description
Standard Elektrik Lorenz AG
Stuttgart A Standard Elektrik Lorenz AG
Stuttgart A
H. Kampe 1 - 2H. Kampe 1 - 2
Optoelektronischer KopplerOptoelectronic coupler
Die bisher bekannt gewordenen optoelektronischen Koppler bestehen aus einer Leuchtdiode als Fmitter und einem Fototransistor oder einer Fotodiode als Sensor. Emitter und Sensor sind durch ein lichtdurchlässiges Medium galvanisch voneinander getrennt. In Abhängigkeit von einer Ansteuerung der Leuchtdiode wird der Sensor leitend. Letzterer liegt als Schalter in dem Steuerstromkreis eines nachgeordneten Transistors, der im isolierten Stromkreis eine Schaltaufcrabe hat.The previously known optoelectronic couplers consist of a light-emitting diode as a transmitter and a phototransistor or a photodiode as a sensor. The emitter and sensor are galvanic through a translucent medium separated from each other. Depending on the activation of the light-emitting diode, the sensor becomes conductive. The latter lies as a switch in the control circuit of a downstream transistor, which has a switching task in the isolated circuit Has.
Schaltungsanordnungen der vorbeschriebenen Art benötigen zum Betreiben des Schalttransistors eine Hilfsspannung. Diese läßt sich in bekannter Weise aus der zu schaltenden Spannuna gewinnen. Nachteilig daran ist, daß im Sperrzustand des Schaltkreises ein geringer Peststrom fließt. Bei der Forderung einer exakten Stromunterbrechung ist diese Art der Hilfsspannungsgewinnung nicht anwendbar. Außerdem ist ein zusätzlicher Aufwand an Bauelementen erforderlich. Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in der Transformation der Hilfsspannunq mittels eines Übertragers. Die heute übliche Leiterplattentechnik läßt nur ein beorenztes Volumen der einzelnen Bauelemente zu. Diese Forderung erstreckt sich auch auf den genannten übertrager, so daß die Hilfsspannung nur aus einer transformierten Spannung gewonnen werden kann. Abgesehen von der Notwendigkeit kostenintensiver Wickelgüter hat diese Art der Hilfsspannungsgewinnung den Nachteil, daß sie hochfrequente Störeinstrahlung im Steuerstromkreis verursacht.Circuit arrangements of the type described above require an auxiliary voltage to operate the switching transistor. This can be obtained in a known manner from the voltage to be switched. The disadvantage is that in the locked state a small plague current flows through the circuit. If an exact power interruption is required, this is Type of auxiliary voltage generation not applicable. In addition, additional components are required. Another known possibility is the transformation of the auxiliary voltage by means of a transformer. Today Usual circuit board technology allows only a limited volume of the individual components. This requirement extends also on the said transformer, so that the auxiliary voltage is only obtained from a transformed voltage can be. Apart from the need for cost-intensive winding goods, this type of auxiliary voltage generation has the disadvantage that it causes high-frequency interference in the control circuit.
28. Oktober 1975
vHy/föOctober 28, 1975
vHy / fö
709818/0548709818/0548
H.Hampel -2 - tr- H.Hampel -2 - tr-
Fei der Forderung nach einem hohen Funkentstörgrad bedarf es eines nicht unerheblichen zusätzlichen technischen Aufwandes, um die Störeinstrahlung zu eliminieren.If a high level of interference suppression is required, a not inconsiderable additional technical effort is required, to eliminate the interference.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine kostensparende Lösung anzugeben, die außerdem die vorgenannten Nachteile vermeidet. Durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung wird die vorgenannte Aufgabe gelöst.The object of the invention is to provide a cost-saving solution which also has the aforementioned disadvantages avoids. The aforementioned object is achieved by the invention specified in the claims.
Vorteileadvantages
Die durch die Erfindung gemäß den Ansprüchen erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Koppler als steuerbare Gleichstromquelle ausgebildet ist, die ohne Verwendung einer Hilfsstromquelle eine direkte Steuerung des Schalttransistors ermöglicht.The advantages achieved by the invention according to the claims are in particular that the coupler as a controllable Direct current source is formed, which direct control of the switching transistor without the use of an auxiliary power source enables.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeiaen:On the basis of an exemplary embodiment, the invention is connected explained in more detail below with the drawings. It shows:
Figur 1 einen optoelektronischen Koppler gemäß der Erfindung in SymboldarstellungFigure 1 shows an optoelectronic coupler according to the invention in symbols
Figur 2 das Strom/Spannungsdiagramm eines Fotoelementes, wie es beim Koppler gemäß Figur 1 verwendet wirdFigure 2 shows the current / voltage diagram of a photo element, as used in the coupler according to FIG
Figur 3 eine Schaltungsanordnung mit einem Koppler gemäß Figur 1.FIG. 3 shows a circuit arrangement with a coupler according to Figure 1.
709818/0548709818/0548
H.Hampel -2 - ir -H.Hampel -2 - ir -
Dör in Figur 1 symbolisch dargestellte optoelektronische Koppler 1 hat ein Gehäuse 2 aus lichtdichtem, isolierendem Material. Im Gehäuse 2 ist eine Leuchtdiode 3 und in einem gewissen Abstand von dieser zwei gleichsinnig in Reihe geschaltete aktive Fotoelemente 4 angeordnet.Dör in Figure 1 symbolically represented optoelectronic Coupler 1 has a housing 2 made of light-tight, insulating material. In the housing 2 is a light emitting diode 3 and in one a certain distance from this two active photo elements 4 connected in the same direction in series.
Der Zwischenraum zwischen den Bauelementen 3 und 4 ist in herkömmlicher Weise mit einem durchsichtigen Isoliermaterial 5 ausgefüllt. Seine Beschaffenheit bestimmt im wesentlichen die Spannungsfestigkeit des Kopplers 1 bei einem Potentialunterschied zwischen zwei über den Koppler 1 verbundenen Stromkreisen I und II (Figur 3). Diese Anordnung gestattet es den von der stromdurchflossenen Leuchtdiode 3 abgegebenen Lichtstrom über die Fotoelemente 4 wieder in elektrische Leistung umzuwandeln. Bei entsprechender Bemessung ist diese ausreichend groß, die erforderliche Steuerleistung für einen ausgangsseitig angeschlossenen Schalttransistor 8 (Figur 3) zu liefern.The space between the components 3 and 4 is conventionally covered with a transparent insulating material 5 filled out. Its nature essentially determines the dielectric strength of the coupler 1 in the event of a potential difference between two circuits I and II connected via the coupler 1 (FIG. 3). This arrangement permits it returns the luminous flux emitted by the current-carrying light-emitting diode 3 via the photo elements 4 to convert electrical power. With an appropriate dimensioning, this is sufficiently large, the required tax output for a switching transistor 8 (Figure 3) connected on the output side.
Figur 2 zeigt in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke B das Strom/Spannungsdiagramm eines handelsüblichen Fotoelementes, wie es in Figur 1 verwendet wird. Während die Spannung U bei 1000 Lux (Ix) ca. 4/5 der Maximalspannung von etwa 0,5 Volt erreicht, nimmt der Strom I linear zu. Eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke B bewirkt zwar eine höhere Ausgangsleistung des Fotoelementes, doch läßt sich mit einem Fotoelement nicht die Fchwellspannung eines Transistors erreichen, die bei 0,6 Volt liegt. Aus diesem Grunde sind gemäß Figur zwei Fotoelemente 4 in Reihenschaltung vorgesehen. Bei einer Beleuchtungsstärke B von 1000 Lux erzeugen diese gemäß Figur 2 zusawen eine Spannung von ca. 0,8 Volt.Figure 2 shows the current / voltage diagram of a commercially available photo element as a function of the illuminance B, as used in FIG. While the voltage U at 1000 lux (Ix) is approx. 4/5 of the maximum voltage of approx. 0.5 When reaching volts, the current I increases linearly. An increase in the illuminance B causes a higher output power of the photo element, but it can be with a photo element do not reach the threshold voltage of a transistor, which is 0.6 volts. For this reason, two photo elements 4 are provided in series as shown in FIG. At a Illuminance B of 1000 lux these generate a voltage of approx. 0.8 volts according to FIG. 2 together.
Figur 3 zeigt die Anwendung des optoelektronischen Kopplers von Figur 1 in einer Schaltungsanordnung mit zwei galvanischFigure 3 shows the application of the optoelectronic coupler of Figure 1 in a circuit arrangement with two galvanic
709818/0548709818/0548
H.Hampel - 2 - 4"-H.Hampel - 2 - 4 "-
getrennten Stromkreisen I und II. Der Koppler 1 liegt mit der Leuchtdiode 3 im SteuerStromkreis I, während die in Reihe liegenden Fotoelemente 4 im Schaltstromkreis II liegen. Der Steuerstromkreis I besteht aus einer Reihenschaltung der Leuchtdiode 3 mit einem Begrenzungswiderstand 7 und einem Transistor 6 in Emitterschaltung. Wird der Transistor 6 über die Basis mit positiven Impulsen angesteuert, so wird dieser leitend. Es fließt dann ein Strom, der durch den Begrenzungswiderstand 7 auf einen Wert beschränkt ist, der die Leuchtdiode 3 zur Abgabe des gewünschten Lichstromes veranlaßt. Die auf den Lichtstrom der Leuchtdiode 3 ausgerichteten Fotoelemente 4 bilden die Spannungsquelle für den in Emitterschaltung angeschlossenen Schalttransistor 8 des Schaltstromkreises II. Der Schalttransistor 8 kann ein Leistungstransistor mit mehreren 100 Volt Sperrspannung sein, der direkt im zu schaltenden Stromkreis liegt. Die über den Lichtstrom der Leuchtdiode 3 angeregten Fotoelemente 4 liefern den Basisstrom für den Schalttransistor 8, der daraufhin leitend wird.separate circuits I and II. The coupler 1 is with the LED 3 in the control circuit I, while the in Series lying photo elements 4 are in the switching circuit II. The control circuit I consists of a series circuit the light-emitting diode 3 with a limiting resistor 7 and a transistor 6 in the emitter circuit. Will the transistor 6 activated via the base with positive pulses, this becomes conductive. A current then flows through it the limiting resistor 7 is limited to a value that the light-emitting diode 3 to emit the desired luminous flux caused. The photo elements 4 aligned with the luminous flux of the light emitting diode 3 form the voltage source for the In the emitter circuit connected switching transistor 8 of the switching circuit II. The switching transistor 8 can be a Be a power transistor with several 100 volts reverse voltage, which is located directly in the circuit to be switched. The one about the Luminous flux of the light emitting diode 3 excited photo elements 4 supply the base current for the switching transistor 8, which thereupon becomes conductive.
Der optoelektronische Koppler 1 stellt somit eine vom Schaltzustand des Transistors 6 gesteuerte Stromquelle dar, über die unmittelbar auf den Schaltzustand des Schalttransistors Einfluß gewonnen werden kann.The optoelectronic coupler 1 thus represents one of the switching state of the transistor 6 is controlled current source, via which directly on the switching state of the switching transistor Influence can be gained.
2 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen2 claims
1 sheet of drawings
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vHy/föOctober 28, 1975
vHy / fö
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- 1976-11-01 BR BR7607318A patent/BR7607318A/en unknown
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|---|---|---|---|---|
| EP0275699A1 (en) * | 1986-12-31 | 1988-07-27 | General Electric Company | Isolated power transfer and patient monitoring system with interference rejection useful with NMR apparatus |
Also Published As
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