CC BY
29РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА Умурзакова Г.Р.1, Мухторов Д.Н.2, Неъматжонов А.А.3
1Умурзакова Гузаль Ринатовна - ассистент;
2Мухторов Дилмурод Нумонжон угли - ассистент, кафедра электротехники, электромеханики, электротехнологии;
3Неъматжонов Аъзамжон Адхам угли - студент, факультет энергетики, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье автор поднимает вопрос о разработке и исследовании оптоэлектронного трансформатора постоянного тока. А также в данной работе автором исследуется оптоэлектронный трансформатор напряжения, основным функциональным элементом которого является оптрон, состоящий из светодиода и АФН-элемента, работающий как усилитель постоянного тока.
Ключевые слова: оптоэлектронный трансформатор напряжения, оптрон, светодиод, АФН-элемент, микросхемы, интегральная схема.
Одним из главных направлений развития телекоммуникационных систем автоматического управления, является её комплексная микроминиатюризация. В этом плане наибольшие трудности представляет миниатюризация таких элементов как индуктивности, ёмкости, дроссели насыщения, трансформаторы и т.д. Поэтому замена электромагнитного трансформатора оптоэлектронными открывает путь к решению этой проблемы. Оптоэлектронные трансформаторы (ОЭТН) технологически, конструктивно и электрически совместимы с интегральными микросхемами. С этой целью исследование по созданию трансформаторов с фотонной связью различного типа представляют собой актуальной задачей микроэлектроники. Кроме того на трансформаторах с индуктивной связью невозможна передача сигналов постоянного напряжения.
Оптоэлектронный трансформатор в простейшем виде состоит из источника измерения и фотоприёмника с внутренним фото-вольтоическим эффектом, соединённых между собой оптическим каналом. Оптоэлектронный аналог импульсных трансформаторов применяемых для согласования и гальванической развязки, может иметь фотоприёмник с управляемым освещённостью полным сопротивлением [1].
Под импульсным ОЭТН будем понимать интегральную схему, содержащую оптрон, на входе и выходе которой имеются усилители или электронные ключи , предназначенные для замены маточных изделий того же назначения. Однако, напряжения на выходе будут явно не достаточны для управления микросхемами. Повысить коэффициент передачи можно используя несколько оптронных пар с последовательно-параллельным включением фото и светодиодов, но при этом термостабильность снижается. Кроме этого в цепи оптрона нужны дополнительные усилительные элементы и источники на выходе [2].
В данной работе исследуется оптоэлектронный трансформатор разработанный на основе фотоприёмников генераторного типа (генератор тока) и светодиоды. Такие фотоприёмники перспективны для микроэлектроники так как они действуют на основе эффекта аномально-больших фотонапряжений. Поэтому для получения сигнала на выходе в выходной цепи оптоэлектронного трансформатора усилителя не нужен автономный источник питания. Он будет иметь высокое выходное сопротивление (порядка 10-10 Ом) и очень малый выходной ток (единицы наноампер). В оптоэлектронном трансформаторе действующем на базе
фотоприёмников генераторного типа (АФН-элемент), выше перечисленные трудности микроминиатюризации снимается. Для таких устройств к импульсному возбуждению нет необходимости, кроме того они перспективные с отсутствием входных и выходных усилителей.
Коэффициент трансформации по напряжению одна из основных характеристик ОЭТ, определяющая зависимость напряжению (тока) АФН-элемента от тока (или напряжения) излучателя в диапазоне температур -400 до 700 С. Во всех исследуемых образцах ОТЭН наблюдалось уменьшение коэффициента трансформации при нагревании от 20 0до 750 Св среднем 50 процентов. Влияние температуры на входную вольтамперную характеристику ОЭТН может быть учтено введением температурного коэффициента напряжения (А), который для ОаАБ(светодиод У-18 А типа) излучателя составляет-1,6 мв/град. В качестве аналитической зависимости, описывающей температурное изменение коэффициента трансформации (КТ) ОЭТН используется выражение дающее хорошее совпадение с экспериментами: К(Т) =ВД){ 1 + 1п [1-ц (Т- То)] }
Где параметр ц, характеризующий скорость температурного спада коэффициента трансформации ОЭТН, вычисляется по двум известным точкам соответствующей кривой температурной зависимости К.
Представление ОЭТН в виде четырехполюсника, позволило характеризовать его тремя электрическими параметрами: выходным током (напряжения), коэффициентами трансформации и напряжением холостого хода фотоприемника автономного типа.
При разработке ОЭТН работающего в линейном режиме, основной задачей является обеспечение требуемой линейности и температурной стабильности характеристики излучателя и фотоприёмника, а также обеспечение плавности регулирования коэффициента трансформации.
Разработанный ОЭТН, работающего в линейном режиме, свободна от реактивных элементов. При необходимости его можно использовать в импульсном режиме [3].
71 — То
Список литературы
1. Удалов Н.П., Пулатов Р. Оптоэлектронный импульсный трансформатор. «Новые электронные приборы и устройства». Сб. МДНТП, 1974.
2. Адирович Э.И. и др. Аномально большие фотоэлектрические и фотомагнитные эффекты в полупроводниковых плёнках. Фотоэлектрические явления в полупроводниках и оптоэлектроника. Ташкент « Издательство» ФАН, 1972. Стр. 143-220.
3. Ирматов С., Найманбоев Р. Яримутказгичли фотоприёмниклар. Монография. Изд. -ред. отдел ФерПИ. Фергана, 2012.
