Описание, характеристики, Datasheet и методы проверки оптронов на примере PC817.

В продолжение темы «Популярные радиодетали при ремонтах импульсных блоков питания» разберем еще одну деталь- оптопара (оптрон) PC817. Он состоит из светодиода и фототранзистора. Между собой электрически никак не связанны, благодаря чему на основе PC817 можно реализовать гальваническую развязку двух частей схемы — например с высоким напряжением и с низким. Открытие фототранзистора зависит от освещенности светодиодом. Как это происходит более подробно я разберу в следующей статье где в экспериментах подавая сигналы с генератора и анализируя его при помощи осциллографа можно понять более точную картину работы оптопары.

Еще в других статьях я расскажу о нестандартном использовании оптрона первая в роли , а во второй . И используя эти схемные решения соберу очень простой тестер оптопар. Которому не не нужны никакие дорогие и редкие приборы, а всего лишь несколько дешевых радиодеталей.

Деталь не редкая и не дорогая. Но от нее зависит очень многое. Она используется практически в каждом ходовом (я не имею ввиду каком нибудь эксклюзивном) импульсном БЛОКЕ ПИТАНИЯ и выполняет роль обратной связи и чаще всего в связке тоже с очень популярной радиодеталью TL431

Для тех читателей, кому легче информацию воспринимать на слух, советуем посмотреть видео в самом низу страницы.

Оптопара (Оптрон) PC817

Краткие характеристики:

Корпус компактный:

• шаг выводов – 2,54 мм;
• между рядами – 7,62 мм.

Производитель PC817 – Sharp, встречаются другие производители электронных компонентов выпускают аналоги- например:

• Siemens – SFH618
• Toshiba – TLP521-1
• NEC – PC2501-1
• LITEON – LTV817
• Cosmo – KP1010

Кроме одинарного оптрона PC817 выпускаются и другие варианты:

• PC827 - сдвоенный;
• PC837 – строенный;
• PC847 – счетверенный.

Проверка оптопары

Для быстрой проверки оптопары я провел несколько тестовых экспериментов. Сначала на макетной плате.

Вариант на макетной плате

В результате удалось получить очень простую схему для проверки PC817 и других похожих оптронов.

Первый вариант схемы

Первый вариант я забраковал по той причине что он инвертировал маркировку транзистора с n-p-n на p-n-p

Поэтому чтобы не возникало путаницы я изменил схему на следующую;

Второй вариант схемы

Второй вариант работал правильно но неудобно было распаять стандартную панельку

под микросхему

Панелька SCS- 8

Третий вариант схемы

Самый удачный

Uf — напряжение на светодиоде при котором начинает открываться фототранзистор.

в моем варианте Uf = 1.12 Вольт.

В результате получилась такая очень простая конструкция.

Потребовался простой способ проверки оптронов. Не часто я с ними «общаюсь», но бывают моменты, когда надо определить - виноват ли оптрон?.. Для этих целей сделал очень простой пробник. «Конструкция выходного часа».

Внешний вид пробника:

Схема данного пробника очень проста:

Теория:
Оптроны(оптопары) стоят практически в каждом импульсном блоке питания для гальванической развязки цепи обратной связи. В составе оптрона находятся обычный светодиод и фототранзистор. Упрощенно говоря, это, своего рода, маломощное электронное реле, с контактами на замыкание.

Принцип работы оптрона: Когда через встроенный светодиод проходит электрический ток, светодиод (в оптроне) начинает светиться, свет попадает на встроенный фототранзистор и открывает его.

Оптроны часто выпускается в корпусе Dip
Первая ножка микросхемы, по стандарту обозначается ключом, точкой на корпусе микросхемы, она же анод светодиода, далее номера ножек идут по окружности, против часовой стрелки.

Суть проверки: Фототранзистор, при попадании на него света от внутреннего светодиода,
переходит в открытое состояние, а сопротивление его - резко уменьшится (с очень большого сопротивления, до примерно 30-50 Ом.).

Практика:
Единственным минусом данного пробника является то, что для проверки необходимо выпаять оптрон и установить в держатель согласно ключу(у меня роль напоминалки является кнопка тестирования - она смещена в сторону, и ключ оптрона должен смотреть на кнопку).
Далее, при нажатии кнопки, (если оптрон цел), оба светодиода загорятся: Правый будет сигнализировать о том, что светодиод оптрона рабочий(цепь не разорвана), а левый сигнализировать о работоспособности фототранзистора(цепь не разорвана).


(Держатель у меня был только DIP-6 и пришлось залить неиспользуемые контакты термоклеем.)

Для окончательного тестирования, необходимо перевернуть оптрон «не по ключу» и проверить уже в таком виде - оба светодиода не должны гореть. Если же горят оба или один из них, то это говорит нам о коротком замыкании в оптроне.

Рекомендую такой пробник в качестве первого, для начинающих радиолюбителей, которым необходимо проверять оптроны раз в полгода, год)
Существуют и более современные схемы с логикой и сигнализацией о «выходе из параметров», но такие нужны для очень узкого круга людей.

Советую посмотреть у себя в «закромах», так выйдет дешевле, да и время на ожидание доставки не потратите. Можно выпаять из плат.

Добавить в избранное Понравилось +73 +105

Мне в последнее время приходилось возиться с разными электронными балластами и в их составе с динистором DB3, оптронами и стабилитронами из других устройств. Поэтому для быстрой проверки этих компонентов пришлось разработать и изготовить специализированный тестер. Дополнительно, кроме динисторов и оптронов, чтобы не создавать ещё тестеры для подобных компонентов, тестер может проверять стабилитроны, светодиоды, диоды, переходы транзисторов. В нём использована световая и звуковая индикация и дополнительно цифровой измеритель напряжения для оценки уровня срабатывания динисторов и падения напряжения на переходе проверяемых стабилитронов, диодов, светодиодов, транзисторов.

Примечание: Все права на схему и конструкцию принадлежат мне, Анатолию Беляеву.

2017-03-04

Описание схемы

Схема тестера представлена ниже на Pic 1.

Примечание: для подробного просмотра картинки – кликните по ней.

Pic 1. Схема тестера DB3 (динисторов), оптронов, стабилитронов, диодов, светодиодов и переходов транзисторов

Основу тестера составляет генератор высоковольтных импульсов, который собран на транзисторе VT1 по принципу преобразователя DC-DC, то есть высоковольтные импульсы самоиндукции поступают в накопительный конденсатор C1 через высокочастотный диод VD2. Трансформатор генератора намотан на ферритовом кольце, взятом от электронного балласта (можно использовать любое подходящее). Количество витков около 30 на каждую обмотку (не критично и намотка может быть выполнена одновременно двумя проводами сразу). Резистором R1 добиваются максимального напряжения на конденсаторе C1. У меня получилось около +73.2 В. Выходное напряжение поступает через R2, BF1, HL1 на контакты панельки XS1, в которую вставляются проверяемые компоненты.

На контакты 15, 16 панельки XS1 подключен цифровой вольтметр PV1. Куплен на Алиэкспрессе за 60 Р . При проверке динисторов, вольтметр показывает напряжение открывания динистора. Если на эти контакты XS1 подключать светодиоды, диоды, стабилитроны, переходы транзисторов, то вольтметр PV1 показывает напряжение на их переходе.

При проверке динисторов индикаторный светодиод HL1 и звуковой излучатель BF1 работают в импульсном режиме – указывая на исправность динистора. Если динистор пробит, то светодиод будет светиться постоянно и напряжение на вольтметре будет около 0 В. Если динистор в обрыве, то напряжение на вольтметре будет около 70 В, а светодиод HL1 светиться не будет. Аналогично проверяются оптроны, только индикаторный светодиод для них – HL2. Чтобы работа светодиода была импульсная в контакты XS1 вставлен исправный динистор DB3 (КН102). При исправном оптроне свечение индикаторного светодиода импульсное. Оптроны имеют исполнение в корпусах DIP4, DIP6 и их необходимо устанавливать в соответствующие им контакты палельки XS1. Для DIP4 – это XS1, а для DIP6 – XS1.

Если проверять стабилитроны, то их подключать к XS1. Вольтметр будет показывать либо напряжение стабилизации, если катод стабилитрона подключен к контакту 16, либо напряжение на переходе стабилитрона в прямом направлении, если к контакту 16 подключить анод.

На контакты XS1 выведено напрямую напряжение с конденсатора C1. Иногда есть необходимость засветить мощный светодиод или использовать полное выходное напряжение высоковольтного генератора.

Питание на тестер подаётся только во время проверки компонентов, при нажатии на кнопку SB1. Кнопка SB2 предназначена для контроля напряжения питания тестера. При одновременном нажитии на кнопки SB1 и SB2, вольтметр PV1 показывает напряжение на батарейках. Так сделал, чтобы можно было своевременно поменять батарейки, когда они разрядятся, хотя, думаю, что это будет не скоро , так как работа тестера кратковременная и потеря энергии батареек скорее за счёт их саморазряда, чем из-за работы самого тестера при проверке компонентов. Для питания тестера использованы две батарейки типа AAA.

Для работы цифрового вольтметра использовал покупной преобразователь DC-DC. На его выходе установил +4.5 В – напряжение поступающее и на питание вольтметра и на цепь светодиода HL2 - контроль работы выходного каскада оптронов.

В тестере использовал планарный транзистор 1GW, но можно использовать любой подходящий и не только планарный, который обеспечит напряжение на конденсаторе C1 больше 40 В. Можете попробовать использовать даже отечественный КТ315 или импортный 2N2222.

Фотообзор по изготовлению тестера

Pic 2. Печатная плата тестера. Вид со стороны панельки.

На этой стороне платы устанавливаются панелька, звуковой излучатель, трансформатор, индикаторные светодиоды и кнопки управления.

Pic 3. Печатная плата тестера. Вид со стороны печатных проводников.

На этой стороне платы устанавливаются планарные компоненты и больше-габаритные детали – конденсаторы С1 и С2, подстроечный резистор R1. Печатная плата была изготовлена упрощенным методом – прорезанием канавок между проводниками, хотя можно и провести травление. Файл с разводкой печатной платы можно скачать внизу страницы.

Pic 4. Внутреннее содержимое тестера.

Корпус тестера состоит из двух частей: верхней и нижней. В верхнюю часть устанавливается вольтметр и плата тестера. В нижнюю часть установлен преобразователь DC-DC для питания вольтметра и контейнер для батареек питания. Обе части корпуса соединяются за счёт защёлок. Традиционно корпус изготовлен из пластика ABS толщиной 2.5 мм. Размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек).

Pic 5. Основные части тестера.

Перед установкой преобразователя на его место в корпусе, произведена настройка выходного напряжения на +4.5 В.

Pic 6. Перед сборкой.

В верхней крышке прорезаны отверстия под индикатор вольтметра, под контактную панельку, под индикаторные светодиоды и под кнопки. Отверстие индикатора вольтметра закрыто кусочком оргстекла красного цвета (можно любым подходящим, к примеру, у меня с оттенком пурпурного, фиолетового). Отверстия под кнопки зазенкованы так, чтобы можно было нажать на кнопку, которая не имеет толкателя.

Pic 7. Сборка и подключение частей тестера.

Вольтметр и плата тестера крепятся на саморезах. Плата крепится так, чтобы индикаторные светодиоды, панелька и кнопки прошли в соответствующие им отверстия в верхней крышке.

Pic 8. Перед проверкой работы собранного тестера.

В панельку установлен оптрон PC111. В контакты 15 и 2 панельки вставлен заведомо исправный динистор DB3. Он будет использоваться как генератор импульсов подаваемых на входную цепь для проверки правильной работоспособности выходной части оптрона. Если использовать простое свечение светодиода через выходную цепь, то это было бы неправильно, так как если бы выходной транзистор оптрона был бы пробит, то светодиод светился бы тоже. А это неоднозначная ситуация. При использовании импульсной работы оптрона видим однозначно работоспособность оптрона в целом: как входную, так и выходную его части.

Pic 9. Проверка работоспособности оптрона.

При нажатии на кнопку проверки компонента, видим импульсное свечение первого индикаторного светодиода (HL1), указывающего на исправность динистора, работающего как генератор, и одновременно видим свечение второго индикаторного светодиода (HL2), который импульсной работой показывает на исправность оптрона в целом.

На вольтметре выводится напряжение срабатывания генераторного динистора, оно может быть от 28 до 35 В, в зависимости от индивидуальных особенностей динистора.

Аналогично проверяется и оптрон с четырьмя ножками, только устанавливается он в соответствующие ему контакты панельки: 12, 13, 4, 5.

Контакты панельки нумеруются по кругу против часовой стрелки, начиная с нижнего левого и далее вправо.

Pic 10. Перед проверкой оптрона с четырьмя ножками.

Pic 11. Проверка динистора DB3.

Проверяемый динистор вставляется в контакты 16 и 1 панельки и нажимается кнопка проверки. На вольтметре выводится напряжение срабатывания динистора, а первый индикаторный светодиод импульсной работой указывает на исправность проверяемого динистора.

Pic 12. Проверка стабилитрона.

Проверяемый стабилитрон устанавливается в контакты где проверяется и динисторы, только свечение первого индикаторного светодиода будет не импульсным, а постоянным. Работоспособность стабилитрона оценивается по вольтметру, где выводится напряжение стабилизации стабилитрона. Если стабилитрон вставить в панельку контактами наоборот, то при проверке на вольтметре будет выводиться падение напряжения на переходе стабилитрона в прямом направлении.

Pic 13. Проверка другого стабилитрона.

Точность показаний напряжения стабилизации может быть несколько условной, так как не задан определённый ток через стабилитрон.. Так, в данном случае проверялся стабилитрон на 4.7 В, а показания на вольтметре 4.9 В. Ещё может на это влиять и индивидуальная характеристика конкретного компонента, так как стабилитроны на определённое напряжение стабилизации имеют между собой некоторый разброс. Тестер же показывает напряжение стабилизации конкретного стабилитрона, а не значение его типа.

Pic 14. Проверка яркого светодиода.

Для проверки светодиодов можно использовать либо контакты 16 и 1, где проверяются динисторы и стабилитроны, тогда будет выведено падение напряжение на работающем светодиоде, либо использовать контакты 14 и 3, на которые напрямую выводится напряжение с накопительного конденсатора С1. Этот способ удобен для проверки свечения более мощных светодиодов.

Pic 15. Контроль напряжения на конденсаторе С1.

Если не подключать никакие компоненты для проверки, то вольтметр покажет напряжение на накопительном конденсаторе С1. У меня оно достигает 73.2 В, что даёт возможность проверять динисторы и стабилитроны в широком диапазоне рабочих напряжений.

Pic 16. Проверка напряжения питания тестера.

Приятная функция тестера – контроль напряжения на батареях питания. При нажатии одновременно на две кнопки, на индикаторе вольтметра показывается напряжение батарей питания и одновременно светится первый индикаторный светодиод (HL1).

Pic 17. Разные ракурсы на корпус тестера.

На виде сбоку видно, что кнопки управления не выступают за верхнюю сторону крышки, сделал так, чтобы не было случайного нажатия на кнопки, если тестер положить в карман.

Pic 18. Разные ракурсы на корпус тестера.

Корпус снизу имеет небольшие ножки, для устойчивого положения на поверхности и чтобы не протирать и не шоркать нижнюю крышку.

Pic 19. Законченный вид.

На фото законченный вид тестера. Его размеры можно представить по размещённому рядом стандартному коробку спичек. В миллиметрах же размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек), как и указывал выше.

Pic 20. Цифровой вольтметр.

В тестере применён покупной цифровой вольтметр. Использовал измеритель от 0 до 200 В, но можно и от 0 до 100 В. Стоит он недорого, в пределах 60...120 P .

Чтобы быстро проверить работоспособность оптопар радиолюбители делают различные схемы тестеров которые сразу показывают работает ли данная оптопара или нет, сегодня предложу спаять самый простой прибор-тестер для проверки оптопар. Данный пробник может проверять оптопары как в четырёхвыводном корпусе так и шести, а пользоваться им проще простого, вставил оптопару и сразу видишь результат!

Необходимые детали для тестера оптопар:

• Конденсатор 220 мкФ х 10В;
• Панелька для микросхемы;
• Резистор от 3 кОм до 5,6 кОм;
• Резистор от 1 кОм;
• Светодиод;
• Блок питания на 5В.

Как сделать прибор для проверки оптопар, инструкция:

Тестер оптопар работает от 5 вольт, если меньше то не все типы оптопары могут работать корректно, блоком питания может послужить любая зарядка для мобильного телефона. При правильной вставки на панель тестера рабочей оптопары будет вспыхивать светодиод, что означает что с ней всё в порядке, периодичность вспышек зависит от ёмкости электролитического конденсатора. В случае если оптопара сгоревшая или же вставлена не той стороной светодиод зажигаться не будет или же если будет пробой транзистора внутри оптопары то светодиод будет просто светиться но не моргать.

Гнездо для проверки оптопар сделано из панельки для микросхемы и в одном конце оставлено 4 пина, для проверки оптопары в 4-х выводном корпусе, а на втором конце панельки оставлено 5 контактов для 6-ти выводного корпуса. Остальные детали прибора для проверки оптопар я запаял навесным монтажом на контактах панельки но при желанию можно вытравить плату.

Осталось подобрать подходящий корпус и простой тестер оптопар готов!

Инструкция

Если оптрон, исправность которого поставлена под , впаян в плату, необходимо отключить ее , разрядить на ней электролитические конденсаторы, а затем выпаять оптопару, запоминая, как она была впаяна.

Оптроны имеют разные излучатели (лампы накаливания, неоновые лампы, светодиоды, светоизлучающие конденсаторы) и разные приемники излучения (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фотосимисторы). Также они цоколевкой. Поэтому необходимо найти данные о типе и цоколевке оптопары либо в справочнике или даташите, либо в схеме того прибора, где он был установлен. Нередко цоколевки оптрона нанесена прямо на плату этого прибора.Если прибор современный, можно почти наверняка быть уверенным, что излучателем в нем светодиод.

Если приемником излучения является фотодиод, к нему подключите элемент оптрона включите, соблюдая полярность, в цепочку, состоящую из источника постоянного напряжения в несколько вольт, резистора, рассчитанного таким образом, чтобы ток через приемник излучения не превысил допустимого, и мультиметра, работающего в режиме измерения тока на соответствующем пределе.

Теперь введите излучатель оптопары в рабочий режим. Для включения светодиода пропустите через него в прямой полярности постоянный ток, равный номинальному. На лампу накаливания подайте номинальное напряжение. Неоновую лампу или светоизлучающий конденсатор, соблюдая осторожность, подключите к сети через резистор сопротивлением от 500 кОм до 1 МОм и мощностью не менее 0,5 Вт.

Фотоприемник должен среагировать на включение излучателя резким изменением режима. Попробуйте теперь несколько раз выключить и включить излучатель. Фототиристор и фоторезистор останутся открытыми и после снятия управляющего воздействия вплоть до отключения их питания. Остальные типы фотоприемников будут реагировать на каждое изменение управляющего сигнала.Если оптрон имеет открытый оптический канал, убедитесь в изменении реакции приемника излучения при перекрытии этого канала.

Сделав вывод о состоянии оптрона, экспериментальную установку обесточьте и разберите. После этого впаяйте оптопару обратно в плату либо замените на другую. Продолжите ремонт устройства, в состав которого входит оптрон.

Оптопара или оптрон состоит из излучателя и фотоприемника, отделенных друг от друга слоем воздуха или прозрачного изолирующего вещества. Они не связаны между собой электрически, что позволяет использовать прибор для гальванической развязки цепей.

Инструкция

К фотоприемнику оптопары присоедините измерительную цепь в соответствии с его типом. Если приемником является фоторезистор, используйте обычный омметр, причем, полярность неважна. При использовании в качестве приемника фотодиода подключите микроамперметр без источника питания (плюсом к аноду). Если сигнал принимается фототранзистором структуры n-p-n, подключите цепь из резистора на 2 килоома, батарейки на 3 вольта и миллиамперметра, причем, батарейку присоедините плюсом к коллектору транзистора. В случае, если фототранзистор имеет структуру p-n-p, поменяйте полярность подключения батарейки на обратную. Для проверки фотодинистора составьте цепь из батарейки на 3 В и лампочки на 6 В, 20 мА, подключив ее плюсом к аноду динистора.

В большинстве оптронов излучателем является светодиод либо лампочка накаливания. На лампочку накаливания подайте ее номинальное напряжение в любой полярности. Можно также подать переменное напряжение, действующее значение которого равно рабочему напряжению лампы. Если же излучателем является светодиод, подайте на него напряжение 3 В через резистор на 1 кОм (плюсом к аноду).