Cos'è optoisolatore?

Optoisolatore (Optoaccoppiatore)

Un optoisolatore (o optoaccoppiatore) è un componente elettronico che trasferisce segnali elettrici tra due circuiti isolati galvanicamente tramite un raggio di luce. L'isolamento galvanico significa che non esiste una connessione elettrica diretta tra i due circuiti, prevenendo la conduzione di correnti indesiderate che potrebbero danneggiare i componenti o causare problemi di sicurezza.

Come funziona:

L'optoisolatore è costituito da:

• Un emettitore di luce: Di solito un LED (Diodo Emettitori di Luce) che converte un segnale elettrico in luce.
• Un rilevatore di luce: Un fototransistor, fotodiodo, fototriac, o altro dispositivo sensibile alla luce che converte la luce in un segnale elettrico.

Quando una corrente attraversa il LED, emette luce. Questa luce colpisce il rilevatore, che si attiva e consente al circuito secondario di funzionare. La variazione della corrente nel LED causa una variazione corrispondente nella luce emessa e quindi una variazione nella corrente del rilevatore.

Vantaggi:

• Isolamento galvanico: Offre un elevato grado di isolamento elettrico tra i circuiti, proteggendo da sovratensioni, picchi di tensione e rumore. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Isolamento%20Galvanico
• Immunità al rumore: Riduce il rumore e le interferenze elettromagnetiche (EMI) trasferite tra i circuiti.
• Adattamento di livelli di tensione: Permette di interfacciare circuiti con tensioni diverse in modo sicuro.
• Protezione da loop di massa: Elimina i loop di massa, che possono causare problemi di rumore e instabilità nei circuiti. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Loop%20di%20Massa

Applicazioni:

Gli optoisolatori sono ampiamente utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Alimentatori switching (SMPS): Per isolare il circuito di controllo dal circuito ad alta tensione.
• Interfacce di comunicazione: Per proteggere microcontrollori e altri dispositivi da sovratensioni e rumore in comunicazioni seriali, parallele e bus di campo.
• Controllo di motori: Per isolare il circuito di controllo del motore dal circuito di potenza del motore.
• Sistemi di sicurezza: Per isolare i circuiti di sicurezza da altri circuiti, prevenendo guasti e proteggendo le persone.
• Strumentazione medica: Per garantire la sicurezza dei pazienti, isolando le apparecchiature mediche dalla rete elettrica.
• PLC (Programmable Logic Controllers): Per isolare gli ingressi e le uscite.

Parametri importanti:

• Tensione di isolamento (Isolation Voltage): La tensione massima che l'optoisolatore può sopportare tra i circuiti di ingresso e uscita. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Tensione%20di%20Isolamento
• Rapporto di trasferimento corrente (CTR - Current Transfer Ratio): Il rapporto tra la corrente di uscita (IC) e la corrente di ingresso (IF). Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Rapporto%20di%20Trasferimento%20Corrente
• Tempo di salita e discesa (Rise and Fall Time): La velocità con cui l'optoisolatore può commutare il segnale. Importante per applicazioni ad alta velocità.
• Corrente di ingresso diretta (Forward Current): La corrente massima che può essere applicata al LED.
• Tensione di uscita (Output Voltage): La tensione massima che può essere applicata all'uscita dell'optoisolatore.

Tipi di optoisolatori:

• Fototransistor: L'uscita è un fototransistor.
• Fotodiodo: L'uscita è un fotodiodo (più veloce del fototransistor ma meno sensibile).
• Fototriac: L'uscita è un triac, utilizzato per il controllo di carichi AC.
• Logic Gate Output: L'uscita è una porta logica (es. TTL, CMOS). Offre tempi di commutazione più rapidi e maggiore immunità al rumore.