Оптопары

Карточки популярных оптопар с параметрами из даташитов производителей: транзисторные для развязки логики и фотосимисторные драйверы для сети 230 В. Здесь — что смотреть в даташите при выборе, а устройство и расчёт оптопар разобраны в отдельной статье.

4N25 и 4N35Оптопары DIP-6 с фототранзистором: выводы, CTR, изоляция, утечка, база
MOC3021 и MOC3041Фотосимисторы 400 В: выводы, ток светодиода, переход через ноль, схема
6N137 и VO2611Быстрая оптопара 10 Мбод: выводы, вход разрешения, резисторы, задержки, CMR

Оптопара передаёт сигнал светом: светодиод на входе и фотоприёмник на выходе стоят в одном корпусе, но электрически не связаны. Это позволяет развязать цепи с разными общими проводами — микроконтроллер и сеть 230 В, два устройства на длинной линии, измерительную и силовую части. Как устроена оптопара, что такое коэффициент передачи и как считать резисторы — в статье «Оптопары» и в калькуляторе оптопары.

Карточки

Модель	Выход	Напряжение выхода	Особенность
4N25, 4N35	фототранзистор с выводом базы	от 30 В	CTR от 20 % у 4N25 и от 100 % у 4N35, изоляция 5000 В
MOC3021, MOC3041	фотосимистор, драйвер силового симистора	400 В	MOC3041 включается только около нуля сетевого напряжения
6N137, VO2601, VO2611	фотодиод с усилителем, открытый сток	питание 4,5–5,5 В	10 Мбод, задержка 50 нс, стойкость к помехе до 15 кВ/мкс у VO2611

Что смотреть в даташите оптопары

Строка даташита	Что означает
Current transfer ratio, CTR	отношение тока выхода к току светодиода у транзисторных оптопар; у TCET1100 по Vishay — от 50 до 600 % при токе 5 мА, поэтому выпускаются группы с узким разбросом
LED trigger current, I_FT	у фотосимисторов — ток светодиода, при котором выход гарантированно включится
Collector emitter saturation voltage	остаточное напряжение на открытом выходе транзисторной оптопары
Turn-on, turn-off time	скорость: у транзисторных оптопар — единицы и десятки микросекунд
Isolation test voltage, V_ISO	испытательное напряжение изоляции вход–выход, обычно в течение минуты
Maximum working insulation voltage, V_IORM	наибольшее рабочее напряжение изоляции

Общий принцип выбора — гальваническая развязка нужна там, где у цепей нет общего провода или он опасен. Ток светодиода задают с запасом над минимально необходимым: коэффициент передачи и ток срабатывания меняются с температурой и падают по мере старения светодиода.

Готовятся к публикации

PC817 и аналоги с четырьмя выводами

Частые вопросы

Какую оптопару взять для развязки сигнала микроконтроллера?

Для медленных сигналов — транзисторную, например 4N25 или четырёхвыводную вроде TCET1100: у них коэффициент передачи тока от десятков до сотен процентов, а время переключения — микросекунды. Для UART на высоких скоростях нужны быстрые оптопары с логическим выходом. Расчёт резисторов — в калькуляторе оптопары.

Чем драйвер симистора отличается от обычной оптопары?

На выходе у него не транзистор, а фотосимистор, который проводит ток в обе стороны и подходит для переменного напряжения. Сам он рассчитан на повторяющиеся импульсы тока до 100 мА (у MOC3041 по onsemi) и нужен, чтобы открывать силовой симистор, который уже коммутирует нагрузку.

Что значит изоляция 5000 В в даташите оптопары?

Это испытательное напряжение между входом и выходом в течение минуты — у 4N25 по Vishay 5000 В действующего значения, у MOC3021 по onsemi 4170 В. Рабочее напряжение изоляции меньше: у MOC3021 — 850 В пикового значения. Подробнее — в статье об оптопарах, раздел об изоляции.