ELECTRONICA INDUSTRIAL OPTOACOPLADORES

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Lucas Carmona Casado
hace 6 años
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1 ELECTRONICA INDUSTRIAL OPTOACOPLADORES Conceptos generales Tipos Circuitos de aplicación 2014

2 OPTOACOPLADORES INTODUCCIÓN Cuando se Combina una fuente óptica (generalmente un Led) con algún tipo de detector óptico (generalmente un semiconductor de si) en un solo encapsulado, el dispositivo resultante se llama optoacoplador u optointerruptor. Esta estructura produce un elemento que permite el acoplamiento de señales dos tipos de circuitos electrónicos independientes y totalmente aislados entre si, según el encapsulado de estos dispositivos pueden tener un aislamiento hasta de 3500 V. Más adelante se presentan las características de varios dispositivos optoelectrónicos con las cuales podremos compararlos. Tipos de optoacopladores: * Encapsulado típico con vías de transmisión luminosa. - 1

3 * Encapsulado típico Con vías de transmisión reflejada (sensor de objetos) ). * Encapsulado típico con camino de aire para la transmisión de la luz (interruptor óptico de límite rasurado). 2

4 El acoplador óptico es un dispositivo que ofrece a los diseñadores electrónicos una mayor libertad para diseñar circuitos y sistemas. La operación esta basado en la detección de luz emitida. La entrada del acoplador esta conectada a un emisor de luz y la salida es un fotodetector. Los dos elementos están separados por un aislante transparente y dentro de un empaque que lo aísla de la luz exterior (figura 1). Hay muchos tipos de acopladores ópticos, todos ellos tienen una fuente de luz infrarroja (LED), pero el detector puede ser: fotodiodo, fototransistor, LASCR, etc. Figura 1. Corte de un optoacoplador. Al encapsular un emisor y un detector óptico, la relación óptica siempre esta establecida y esto hace que la naturaleza de uso sea totalmente electrónica. Esto elimina la necesidad de tener conocimientos de óptica para el usuario. Por lo tanto para una efectiva aplicación solo hace falta conocer algunas características eléctricas, capacidades y limitaciones del emisor y el detector. U3-T1 Introducción - 3

5 Los materiales más comunes para los LED de los optos, son GaAs y GaAlAs. Cuando una corriente directa (I F ) pasa por el LED se emiten fotones, la potencia emitida (P O ) depende de la corriente I F. Las longitudes de onda más comunes son 660, 850 y 940 manómetros (nm) como se muestra en la figura 2. El la figura 2 podemos ver que la longitud de onda mas apropiada para los detectores de silicio es 850 nm. Siendo esta la más usada. Figura 1. Emisividad contra longitud de onda.

Darlington: Estos poseen un transitor darlinton asociado a la salida.

6 Distintos tipos de acopladores: Transistor: Estos poseen un transistor bipolar tipo NPN. Los más utilizados comúnmente son la familia de: 4N Darlington: Estos poseen un transitor darlinton asociado a la salida. Los mas utilizados comúnmente son la familia de: 4N Opto de corriente alterna: Tiene la capacidad de que el circuito de entrada admite entrada de corriente alteran gracias a dos diodos emisores en anti paralelo Uno de los más utilizados comercialmente es el H11AA1

7 Opto triac: Posee en la salida un triac de baja potencia, que permite ser modulado su perido de funcionamiento. Comúnmente se utiliza para activar un triac solidario al circuito. La familia mas utilizada es la del MOC La familia de MOC posee en su circuito un detector de cruce por cero. El cruce por "0" es un circuito agregado al triac del opto que detecta cuando NO hay tensión sobre este y en ese momento aplica el disparo (Aplica y mantiene). Lo que dificulta el uso de este opto para cargas inductivas donde la corriente esta desfasada respecto de la tensión. Opto- Schmitt Trigger: Este tipo de opto tiene la capacidad de posee una cierta histéresis, lo que internamente seria un amp op con realimentaciónn positiva. Un modelo comercial del mismo es el NTE3090. Un parámetro muy importante en optos es la eficiencia, este parámetro definee que cantidad de corriente necesitamos en el LED para obtener la salida deseada. En el transistor y en el darlington esto se llama Radio de transferencia de corriente (CTR), esto es simplemente dividiendo la corriente de salida entre la corriente de entrada requerida. En el caso de los de salida Schmitt trigger y el driver de triac la eficiencia esta definida por la cantidad de corriente requerida en el emisor para poder disparar la salida (I FT ). El otro parámetro importante en optoacopladores es el voltaje de aislamiento el cual es de 7500 Volts durante 1 segundo.

8 Circutios de aplicación para opto acoplador y opto triac: 1) R in es calculada sobre una corriente entre 5 a 15 ma 2) R1 y R2 330 Ω, D1 y D2 1N4007

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