Оптопара и реле развязки
Оптопара — элемент гальванической развязки входных и выходных цепей через светодиод и фототранзистор. Применяется в модулях входов ПЛК, релейной развязке 220→24 В, защите портов связи. Напряжение изоляции 2.5-5 кВ.
Оптопара (оптрон) — это элемент гальванической развязки, передающий сигнал световым потоком между изолированными цепями через светодиод и фотоприёмник в едином корпусе. Между входом и выходом нет электрической связи — только свет через прозрачный компаунд, что обеспечивает напряжение изоляции от 2,5 до 8 кВ.
На практике оптопара защищает чувствительные цепи от выбросов на силовой стороне. В модулях входов ПЛК каждый канал оптронизирован: при КЗ или перенапряжении на линии концевика выгорает дешёвый оптрон, а не процессор контроллера. Для развязки сигналов 220 В AC с полевых концевиков в 24 В DC ПЛК используют слим-реле на DIN-рейку.
Типовой выбор — PC817 или 4N25 для стандартных входов ПЛК (5 кВ, CTR 50–100%), 6N137 для цифровой связи до 10 МГц, SM712 на линиях RS-485. Готовые реле развязки — Finder 38 серии, Phoenix Contact PLC-RSC, Weidmüller RIDERSERIES 6,2 мм, Omron G2RV.
Норматив — IEC 60747-5-5. Для прецизионной передачи аналоговых сигналов применяют линейные оптопары с CTR 100% ±5% (HCNR200).
Частые вопросы
Какой CTR должен быть у оптопары?
CTR (Current Transfer Ratio) — отношение выходного тока к входному. Для PC817 50-600% (большой разброс). Для надёжной работы берут модели с минимумом 100%. Для цифровых применений (входы ПЛК) достаточно 50%. Для аналоговой передачи — специальные линейные оптопары с CTR 100% ±5% (например HCNR200).Нужны ли дополнительные реле развязки если ПЛК уже имеет оптронизированные входы?
Нужны при двух условиях: (1) входное напряжение не соответствует ПЛК (220 В на дискретных сигналах концевиков), (2) требуется двойная изоляция между зонами (щит с чувствительной электроникой и силовая часть с помехами). Для стандартных применений с 24 В входами и правильной топологией щита — не нужны.
Источники
- IEC 60747-5-5 — Полупроводниковые приборы. Оптопары — IEC