Optocoupler
SMPS ගැන පැහැදිලි කිරීමේදී Optocoupler පිළිබදව මීට පෙර කෙටියෙන් හදුන්වා දෙනු ලැබීය.එසේම ඉදිරියේදී පැහැදිලි කිරීමට බලාපොරොත්තුවන AC විදුලි පාලන පරිපථ ගොඩනැගීම සදහාද යොදාගනු ලබන උපාංගයකි. ඒ අනුව Optocoupler යනු power supply පරිපථ වල, AC විදුලි පාලන පරිපථ ආදියේ සහ ඉලෙක්ට්‍රෝණික කෂත්‍රයේ යෙදවුම්වල බහුලව යොදාගනු ලබන ඉලෙක්ට්‍රෝණික උපාංගයකි.
අප දන්නවා සෑම ඉලෙක්ට්‍රෝණික උපාංගයක්ම පරිපථවලදී යොදාගනු ලබන්නේ ඊට අදාල කාර්ය සිදුකරගැනීම සදහා වේ. එලෙසම Optocoupler පරිපථවල යොදාගනු ලබන්නේද ඊට අදාල කාර්ය සිදුකරගැනීම සදහා වේ.ඒ අනුව Optocoupler එකක් කුමන ආකාරයෙන් කුමන අරමුණක් සදහා පරිපථවල යොදාගනු ලබන්නේ දැයි දැන ගැනීම සදහා එහි ක්‍රියාකාරිත්වය අධ්‍යනය කල යුතුය.
Optocoupler හී ක්‍රියාකාරිත්වය
Optocoupler එක යනු අප මින් පෙර විස්තර කරන ලද රෙසිස්ටර, ධාරිත්‍රක, ඩයොඩ, ට්‍රාන්සිස්ටර ආදී ඉලෙක්ට්‍රෝණික උපාංග මෙන් තනි උපාංගයක් නොවන අතර එය උපංග කිහිපයක් එක් කොට නිර්මාණය කරගත් සංගෘහිත පරිපථයකි.
සාමාන්‍යයෙන් Optocoupler එකක කාර්ය ලෙස හදුන්වනු ලබන්නේ කිසිම භෞතික විද්‍යුත් සම්බන්දයක් නොමැතිව ප්‍රදානය මගින් ප්‍රතිදානය පාලනය කිරීම වේ.එනම් එය ප්‍රයෝගික වශයෙන් කිවහොත්,අප දන්නවා විද්‍යුත් ප්‍රභවයකට යම් භාරයක් සම්බන්ද කර එය ක්‍රියාත්මක කරගත හැකි බව. එසේම මෙම Optocoupler එකක් යොදාගෙන, එය විද්‍යුත් ප්‍රභවය හා භාරය අතරට සම්බන්ද කර ප්‍රභවය සමග කිසිම විද්‍යුත් සම්බන්දයක් නොමැතිව භාරය පාලනය කල හැක.
ඉහත පරිපථ දෙක සලකා බැලීමේදී පැහැදිලි වන්නේ Optocoupler එක යොදාගෙන ඇති පරිපථයේ, Optocoupler එක මගින් ප්‍රභවය හා භාරය අතර විද්‍යුත් හුදකලාවක් (electrical isolation) ඇති කර ඇති බවයි.ඒ අනුව Optocoupler සදහා Opto- isolator ලෙස නම් කරනු ලබන්නේද මේ නිසා වේ.
මෙලෙසම කිසිම විද්‍යුත් සම්බන්දතාවක් නොමැතිව ප්‍රදානය මගින් ප්‍රතිදානය පාලනය කලහැකි අනෙක් උපාංගය වන්නේ, අප මින් පෙර ඉගෙන ගත් ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් එක වේ.එහිදී ද ප්‍රාථමිකය හා ද්විතීයිකය අතර වෝල්ටීයතා පරිවර්ථනය සිදුවූයේ කිසිම භෞතික විද්‍යුත් සම්බන්දයක් නොමැතිව වේ.
එහෙත් මෙලෙස භෞතිකව ප්‍රාථමිකය හා ද්විතීයිකය අතර විද්‍යුත් හුදකලාව පැවතියද කුමන හෝ ක්‍රමයකින් විදුලිය ගමන් කල යුතුය. ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් තුලදී නම් මේ සදහා යොදාගනු ලැබුවේ විද්‍යුත් චුම්භකත්වය වේ. Optocoupler තුලදී මේ සදහා යොදාගනු ලබන්නේ ආලෝකය වේ.ආලෝකය යොදාගෙන Optocoupler එක මෙම කාර්ය සිදුකරනු ලබන්නේ කෙලෙස දැයි විග්‍රහකර බලමු.ඒ අනුව පහත දැක්වෙන්නේ Optocoupler එකක් හදුන්වා දිය හැකි මූලික හා සරලම සැකැස්ම වේ.
Optocoupler එක මූලිකව නිර්මාණය වී ඇත්තේ අධෝරක්ත-රතු ආලෝකය නිපදවන LED එකකින් සහ විමෝචිත අධෝරක්ත-රතු ආලෝක කදම්භය අනුව කුඩා විදුලියක් නිපදවන අර්ධ සන්නායක සෙන්සර් උපාංගයකිනි.ඒ අනුව විද්‍යුත් ප්‍රවයක් LED එක හා සම්බන්ද කල විට එයින් අධෝරක්ත-රතු අලෝකය නිපදවන අතර සෙන්සර් එක මගින් එම ආලෝකය ග්‍රහනය කරගෙන ඒ අනුව කුඩා විදුලියක් නිපදවනු ලබයි.ඒ අනුව මෙම කුඩා විදුලිය, සංඥාවක් ලෙස ගෙන වෙනත් පරිපථයක් පාලනය කිරීම සදහා යොදාගත හැකි බව පැහැදිලි විය යුතුය. මෙහිදී ආදාන කොටසේ කිසිම විද්‍යුත් සම්බන්ද කමක් නොමැතිව ප්‍රතිදානය පාලනය වී ඇත.
ඒ අනුව Optocoupler එකක මූලික කාර්ය වන්නේ, වෙනස් වෝල්ටීයතා මට්ටම් දෙකක් මත ක්‍රියාත්මක වන පරිපථ දෙකක් විද්‍යුත් හුදකලාවක් සහිතව එක් පරිපථයක සිට පාලනය කිරීම වේ.
මෙම අධෝරක්ත-රතු අලෝකය අනුව ක්‍රියාකාරිත්වය සිදුවන photo-diode, photo-transistor, photo-resistor, photo-SCR, photo-TRIAC ආදී විවිධ ඉලෙක්ට්‍රෝණික උපාංග නිර්මාණය කර ඇත. ඒ අනුව Optocoupler එකක් යනු මෙම උපංගයක් සහ අධෝරක්ත-රතු ආලෝකය නිපදවන LED එකක් යොදාගෙන නිර්මාණය කරනු ලබන සංගෘහිත පරිපථයකි.එසේම මෙලෙස නිපදවන Optocoupler වල ක්‍රියාකාරිත්වය එය නිර්මාණය කිරීමට යොදාගනු ලබන photo උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වයම වේ.පහත දැක්වෙන්නේ එලෙස නිර්මාණය කරනු ලබන ප්‍රධාන Optocoupler වර්ග වේ.
Optocoupler වර්ග
1.Photo Transistor යොදාගෙන නිර්මාණය කරන Opto-coupler
2.Photo Darlington Transistor යුගය යොදාගෙන නිර්මාණය කරන Opto-coupler
3.Photo TRIAC යොදාගෙන නිර්මාණය කරන Opto-coupler
4.Photo SCR යොදාගෙන නිර්මාණය කරන Opto-coupler
අද වන විට මීට අමතරව NAND ගේට් වැනි ගේට් වර්ග යොදාගෙනද Opto-coupler නිර්මාණය කරනු ලබයි
Photo Transistor සහ Photo Darlington සහිත Opto-coupler ප්‍රධාන වශයෙන් DC බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන පරිපථවල භාවිතා වන අතර Photo TRIAC සහ Photo SCR සහිත Opto-coupler බොහෝ විට යොදාගනු ලබන්නේ AC බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන පරිපථ පාලනය කිරීම සදහා වේ.
එසේම Opto-coupler එකෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය පැහැදිලි කර ගැනීම මගින් පෙනෙන කාරනය නම් එහි ක්‍රියාකාරිත්වය සදහා අග්‍ර 4 ක් පමණක් ප්‍රමාණවත් බවයි.එහෙත් සමහර Opto-coupler වල තවත් අමතර අග්‍රයක් යොදාගෙන ඇත.එහි කාර්ය වන්නේ Opto උපාංගයේ කලාප සංවේදීතාව පාලනය කිරීම වේ.එනම් විවිධ භාහිර බලපෑම් මත Opto උපාංගයේ ව්‍යාජ සංඥා ඇතිවීම නිසා එහි ක්‍රියාකාරිත්වයන් සිදුවිය හැක.මෙම අග්‍රය මගින් එලෙස ඇතිවන ව්‍යාජ සංඥාවලට ක්‍රියාකාරිතවය සිදු නොවන ලෙසට කලාප සංවේදීතාව වෙනස් කල හැක.ඒ අනුව ඉහත රූප සටහනේ 6 වන අග්‍රයෙන් දැක්වා ඇත්තේ එම අග්‍රය වේ.
Optocoupler Applications
Opto-coupler නිර්මාණය කිරීම සදහා යොදාගනු ලබන Photo උපාංගය අනුව එම එක් එක් Opto-coupler වල කාර්ය වෙනස් වේ.එහෙත් Opto-coupler එකක් පොදු වශයෙන් යොදාගනු ලබන්නේ කුඩා වෝල්ටීයතාවයක් යොදාගෙන විශාල භාරයක් විද්‍යුත් හුදකලාවක් සහිතව පාලනය කිරීම සදහා වේ. ඒ අනුව Opto-coupler යොදාගනු ලබන ප්‍රධාන යෙදීම ලෙස DC හා AC විදුලි පාලන පරිපථ හදුන්වා දිය හැක. SMPS power supply, AC මෝටර පාලන පරිපථ, හීටර පාලන පරිපථ, AC බල්බ වල අලෝක පාලන පරිපථ ආදීය විදුලි පාලන පරිපථ වල Opto-coupler යොදාගනු ලබන ප්‍රායෝගික භාවිතයන් ලෙස හදුන්වා දිය හැක.
එසේම microprocessor හා microcontroller මගින් input/output switching ක්‍රියාවලි සදහා,පරිඝණකය හා විවිධ උපාංග
අතර දත්ත හුවමාරුව සදහා ද Opto-coupler යොදාගනු ලබයි.මෙහිදී Opto-coupler යොදාගනු ලබන්නේ ඩිජිටල් ආදාන හදුනා ගැනීම
සදහා වේ.එනම් Opto-coupler හරහා විදුලිය ගමන් කරන විට තාත්වික 1 ද, විදුලිය ගමන්
නොකරන විට තාත්වික 0 ලෙසද යොදාගත හැක.එසේම අනෙක් අතට තාත්වික 1 අවස්ථාව ලබා දී Opto-coupler එක ක්‍රියාත්මක කරගත
හැකි අතර තාත්වික 0 අවස්ථාව ලබා දී Opto-coupler එක අක්‍රීය කරගත හැක.
Optocoupler හී ගති ලක්ෂන
ධාරිත්‍රක,ප්‍රතිරෝධක,ට්‍රාන්සිස්ටර වැනි උපාංග වල ඒවාට ආවේනික ගති ලක්ෂණ පැවතිණි. එම ඉලෙක්ට්‍රෝණික උපාංග මෙන් Optocoupler වලද එයට ආවේණික ගති ගුන කිහිපයක් ඇත.
Current Transfer Ratio (CTR) - මෙය Optocoupler හී වැදගත්ම ගති ලක්ෂණය වේ.මෙයින් අදහස්කරනු ලබන්නේ එහි LED එක හරහා ගමන්කරන ධාරාව අනුව නිකුත් කරන ආලෝකය නිසා Opto උපාංගයේ විදුලිය නිපදවන කාර්යක්ෂමතාවයි.මෙය තවත් ආකාරයකින් කිවහොත් ප්‍රතිදාන-ආදාන ධාරා අතර අනුපාතය වේ.
Input-to-Output Isolation Voltage (Viso) - අප දන්නවා Optocoupler අදානය හා ප්‍රධානය අතර විද්‍යුත් හුදකලාවක් සහිතව එහි ක්‍රියාකාරිත්වය සිදුවන බව.එහෙත් මෙය සිදුවන්නේ යම් වෝල්ටීයතා සීමාවක් සදහා වේ. (මීට හේතු වන්නේ ධාරිත්‍රක ක්‍රියාව සිදුවීම වේ.) ඒ අනුව Viso ලෙස හදුන්වනු ලබන්නේ විද්‍යුත් හුදකාලව සහිතව එහි ක්‍රියාකාරිත්වය සිදුවිය හැකි අදානය හා ප්‍රතිදානය අතර පැවතිය හැකි උපරිම වෝල්ටීයතා වෙනස වේ.
Maximum output Voltage – මෙයින් අදහස් කරනු ලබන්නේ Optocoupler එක විනාශ වීමකින් තොරව පැවතිය හැකි උපරිම ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවයයි.
Bandwidth – Optocoupler එක ස්විචින් ක්‍රියාවලිය සදහා යොදාගැනීමේදී, එහි සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය සිදුකරගත හැකි අදාන සංඥාවේ සංඛ්‍යාත පරාසය වේ.සාමාන්‍යයෙන් එය 20 සිට 500 kHz ක් අතර පරාසයක් වේ.
