Параметры оптических приборов, используемых в проекте

3. Параметры оптических приборов, используемых в проекте

 

3.1 Электрические характеристики реле КР293КП4В

Основные характеристики при Т=25º С

Название прибора: КР293КП4В (5П14.2В)

Назначение: Двухканальный оптоэлектронный коммутатор постоянного тока

Максимальный ток коммутации: 120 А

Максимальное напряжение коммутации: 400 В

Максимальное выходное сопротивление в открытом состоянии: 18 Ом

Тип корпуса: 8LDIP8

Аналог: К294КП10ВП7

Твердотельные реле всех типономиналов серии КР293 унифицированы по входным характеристикам, которые определяются параметрами используемого в приборе светоизлучающего диода инфракрасного диапазона. Зависимость величины прямого входного напряжения Vвх и выходного сопротивления Rвых от уровня входного тока в диапазоне температур приведены на рис. 8 и 9, соответственно.

Рис.8

Рис.9

Следует отметить, что уменьшение входного тока относительно номинального значения кроме непосредственного увеличения выходного сопротивления приводит также к широкому разбросу значений этого параметра, в то время как завышение входных токов практически не дает сколь-нибудь заметного улучшения статических характеристик прибора.

Используя реле для коммутации аналогового сигнала в линейных схемах следует учитывать, что выходная вольт-амперная характеристика прибора нелинейна вне диапазона выходных напряжений -0.7 ...0.7 В, как это показано на рис.10. из-за шунтирующего действия встроенного диода сток-исток МОП-транзисторов.

Рис.10

Величина входного тока оказывает заметное влияние на динамические параметры твердотельного реле. Из приведенного рис.11 видно, что не следует работать на входном токе ниже номинального. В тоже время необходимо учитывать, что микросхемы серии КР293 сохраняют высокие показатели надежности, если средний входной ток не будет превышать 20 мА.

Рис.11

3.2 Тепловые характеристики реле

Твердотельное реле является полупроводниковым прибором, который сохраняет свои функциональные возможности и высокий уровень надежности, если рабочая температура p-n перехода, Tп, не превышает 125°С. Тепло к микросхеме может подводиться как из окружающей среды, температура которой Tс, так и в результате тепловыделения в самом приборе в результате резистивного нагрева главным образом в выходных цепях прибора при протекании тока.

Степень перегрева p-n перехода определяется величиной, так называемого, теплового сопротивления кристалл - окружающая среда, Rк-с, которое для всех типономиналов микросхем серии КР293 составляет 60°С/W. Допустимая мощность Po(T), которую может рассеять прибор при данной температуре, определяется следующим соотношением:

Pо(Tс) = ( Tп - Tс ) / Rп-с (1)

Таким образом, используя зависимость выходного сопротивления прибора в открытом состоянии от температуры, можно определить допустимый средний рабочий ток нагрузки при заданной температуре окружающей среды. Так как,

P(Tс) = (Iвых)2 * Rвых(Tп) (2) , то из (1) и(2) получим:

Iвых = ( Tп - Tс ) / Rп-с Rвых(Tп) 1/2 (3)

3.3 Выходная емкость реле в выключенном состоянии

Эта емкость по сути есть емкость обратно смещенного диода сток-подложка МОП-транзистора в состоянии, когда через светодиод не протекает возбуждающий ток. Очевидно, что эта емкость обеспеспечивает нежелательное прохождение переменного сигнала в нагрузку когда реле выключено. Для снижения выходной емкости прибора используется свойство уменьшения баръерной емкости диода при увеличении обратного смещения на p-n-переходе. Смещение должно подаваться на один из выходных контактов реле, при этом напряжение смещения и максимальная амплитуда переменного сигнала в сумме не должны превышать предельно-допустимого напряжения на выходе прибора в выключенном состоянии.

3.4 Напряжение изоляции реле

Параметр реле "напряжение изоляции" характеризует способность реле выдерживать приложенное между входом и выходом испытательное напряжение 1500 В в течение одной минуты. Контролируемым параметром является ток утечки, который не должен превышать 10 мкА. В процессе производства осуществляется 100% контроль приборов на устойчивость реле при приложении напряжения изоляции 1800 В в течении 5 секунд. Величина напряжения изоляции 1500 В достаточна для большинства промышленных применений реле, где напряжение питающей сети не превышает 220 В. Для применений, связанных с повышенными требованиями к надежности и электробезопасности оборудования (медицинская техника, энергетика) выпускается группа с напряжением изоляции 4000 В. Надо особо отметить, что напряжение изоляции есть испытательное напряжение, прикладываемое к прибору на короткое время и производитель не гарантирует длительное нахождение прибора под этим напряжением.

3.5 Характеристики фотодиода ФД263-01

 

Рис.12 Внешний вид и условное обозначение фотодиода ФД-263-01.

Выпускаются ФД-263-01 в пластмассовом корпусе. Масса не более 2 г. Используются в фотоэлектронных устройствах.

Материал: кремний

Площадь фоточувствительного элемента 9 мм².

Электрические и фотоэлектрические параметры.

Интегральная токовая чувствительность: 4 мА/лм

Номинальное эксплуатационное напряжение: 12 В

Темновой ток, не более: 0,1 мкА

Постоянная времени приемника излучения, не более: 0,02 мкс

Область спектральной чувствительности: 0,4...1,1 мкг

Предельные эксплуатационные данные.

Рабочее напряжение: 30 В

Освещенность рабочая: 10 000 лк

Минимальная наработка: 10000 ч

Срок сохраняемости: 10 лет

Диапазон рабочей температуры окружающей среды: -50.. .+60 °С