HCPL-7723-500E
Descripción
Parámetros técnicos
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd: su proveedor profesional de aisladores digitales
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd fue fundada en 2010, la compañía siempre se adhiere al concepto de talento es la riqueza de la compañía, en los años de perfeccionamiento del mercado, formó un grupo de personal emprendedor e innovador, mientras expandía su participación de mercado en el país y En el extranjero, la empresa continúa optimizando los procesos comerciales internos, mejorando las ventas internacionales y los negocios de adquisiciones, adhiriéndose únicamente a los productos originales, profundizando el nivel de servicio al cliente y formando gradualmente sus propias ventajas en la industria.
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¿Qué es un optoacoplador?
Un optoacoplador, también conocido como optoaislador o fotoacoplador, es un dispositivo electrónico compuesto por un emisor LED combinado con un fotodetector, separados entre sí en proximidad.
Beneficios del optoacoplador
Si está diseñando un dispositivo electrónico que será susceptible a sobretensiones, rayos, picos de suministro de energía, etc., entonces necesitará una forma de proteger los dispositivos de bajo voltaje. Cuando se usa correctamente, un optoacoplador puede efectivamente:
● Eliminar el ruido eléctrico de las señales.
● Aislar dispositivos de bajo voltaje de circuitos de alto voltaje
● Le permite utilizar pequeñas señales digitales para controlar voltajes de CA más grandes.
¿Para qué se utiliza un optoacoplador? ¿Cuáles son sus beneficios?
Los optoacopladores logran enviar señales entre circuitos con tierras separadas, proporcionando una barrera galvánica aislada entre ellos. Por lo tanto, un optoacoplador es una solución para circuitos que necesitan estar aislados entre sí por razones de seguridad o regularidad y necesitan tener interacción entre ellos.
En resumen, el aislamiento galvánico del optoacoplador proporciona estos beneficios:
- Evite bucles de tierra en equipos que accionan una carga remota. La mayoría de los suministros de conmutación operados por CA (por ejemplo, los utilizados en computadoras, telecomunicaciones e instrumentación) utilizan optoacopladores para la ruta de retroalimentación aislada.
- Suprime los efectos del ruido eléctrico. Por ejemplo, es difícil aprovechar al máximo un ADC de 16-bit porque las señales de salida digital (y el ruido en la tierra digital a la que conecta la salida del convertidor) regresan al extremo frontal analógico. Puede librarse del ruido con el aislamiento óptico de la mitad digital.
- Para hacer llegar una señal a un circuito flotante de alto voltaje. Los diseñadores de fuentes de alimentación de alto voltaje a veces utilizan optoacopladores para enviar una señal a un circuito flotante de alto voltaje.
¿Qué aspectos debes conocer para seleccionar un optoacoplador?
En cualquier caso, todos los optoacopladores tienen los siguientes parámetros máximos:
Esquema del optoacoplador
● No se debe exceder la corriente directa (IF)) del diodo emisor y la tensión inversa (VR).
● Optoacoplador con salida de fototransistor, corriente de colector (IC) y tensión de colector-emisor (VCE).
Además, se debe considerar el comportamiento de estos parámetros a diferentes temperaturas de funcionamiento. Por lo general, las hojas de datos del fabricante proporcionan curvas de reducción que visualizan los efectos.
Finalmente, quizás el parámetro más importante en un optoacoplador es el CTR (relación de transferencia de corriente) que representa, expresado en porcentaje, la relación entre la corriente de salida (IC) y la corriente de entrada (IF) de un optoacoplador.
¿Por qué no están conectados los niveles de tierra en el lado de entrada y salida de un optoacoplador?
Los circuitos en el lado donde se encuentran las entradas/salidas (E/S) del optoacoplador están destinados a estar protegidos de posibles riesgos en ambos lados. Aunque el término voltaje "a nivel del suelo" parece que siempre es 0 V, este no es necesariamente el caso. El nivel de tierra de una fuente de 5 V y una fuente de 220 VCA puede ser bastante diferente; los voltajes de tierra observados por la fuente de 5 V no necesitan ser los mismos que los de la de 220 VCA. En tales casos, conectar los planos de tierra de diferentes fuentes puede resultar peligroso. Incluso si los 220 VCA se reducen y se rectifican a 5 VCC, todavía no se recomienda conectar el nivel del suelo de ambos lados entre sí. Hacerlo puede producir fallas eléctricas, razón por la cual los niveles de tierra de ambos lados de E/S de un optoacoplador siempre se mantienen eléctricamente desconectados.
¿Cómo funcionan los optoacopladores?
Primero se aplica una corriente al optoacoplador, lo que hace que el LED infrarrojo emita una luz proporcional a la corriente. Cuando la luz incide en el dispositivo fotosensible, se enciende y comienza a conducir corriente como lo haría cualquier transistor normal.
El dispositivo fotosensible normalmente se deja desconectado de forma predeterminada para proporcionar la mayor sensibilidad a la luz infrarroja. También se puede conectar a tierra con una resistencia externa para un mayor grado de control sobre la sensibilidad de conmutación.
Este dispositivo funciona básicamente como un interruptor, conectando dos circuitos aislados en su PCB. Cuando la corriente deja de fluir a través del LED, el dispositivo fotosensible también deja de conducir y se apaga. Toda esta conmutación ocurre a través de un vacío de vidrio, plástico o aire sin partes eléctricas entre el LED o el dispositivo fotosensible. Se trata de la luz.
Coincidencia de impedancia: resolución de problemas con optoacopladores
En muchos circuitos de comunicación es fundamental establecer impedancias coincidentes entre varios componentes. Una falta de coincidencia puede dar como resultado una salida inapropiada. Sin embargo, los optoacopladores se pueden usar para la transmisión de señales sin requerir adaptación de impedancia en ambos lados, razón por la cual los optoacopladores se usan ampliamente en equipos de telecomunicaciones de alta velocidad. En un mundo ideal, la energía de la señal que sale de un pin viajaría a través de las trazas de la PCB y sería absorbida por completo por la carga. Sin embargo, si la carga (receptor) no absorbe completamente la energía, la energía residual puede reflejarse nuevamente a través de la traza de la PCB, alcanzando la fuente original de energía en el pin de salida (controlador). Optoacopladores basados en fotodiodos.
Aplicaciones típicas del optoacoplador
Los optoacopladores se pueden utilizar solos como dispositivo de conmutación o con otros dispositivos electrónicos para proporcionar aislamiento entre circuitos de bajo y alto voltaje. Normalmente encontrará que estos dispositivos se utilizan para:
● Conmutación de entrada/salida por microprocesador
● Control de alimentación CC y CA
● Protección de equipos de comunicaciones
Regulación del suministro de energía
Dentro de estas aplicaciones, encontrará varias configuraciones. Algunos ejemplos incluyen.
Interruptor de CC con transistor óptico
Esta configuración detectará señales de CC y le permitirá controlar equipos alimentados por CA.
Optoacoplador triac
Esta configuración le permitirá controlar cargas alimentadas por CA, como motores y lámparas. También puede realizar ambas mitades de un ciclo de CA con detección de cruce por cero. Esto permite que una carga reciba plena potencia sin picos significativos de corriente al conmutar cargas inductivas.
Al seleccionar el optoacoplador para una aplicación específica, también se deben verificar las especificaciones del optoacoplador. Aquí está la lista de algunas de las especificaciones importantes del optoacoplador.
1. Corriente directa y tensión directa.
En la hoja de datos, se especifica la clasificación máxima absoluta para varios parámetros. Uno de esos parámetros es la corriente directa del LED. La corriente a través del LED debe ser menor que el límite máximo especificado.
Según el voltaje de entrada y la caída típica de voltaje directo en el LED, se puede decidir la resistencia en serie del LED para la corriente específica. Pero la corriente no debe exceder el valor máximo especificado de corriente en la hoja de datos.
2. Tasa de transferencia actual (CTR)
La relación de transferencia de corriente es la relación entre la corriente del colector de salida (en el caso del fototransistor) y la corriente directa de entrada del LED en el optoacoplador.
El CTR cambia con dispositivos fotosensibles. Los diferentes dispositivos fotosensibles (como fototransistor, fotoSCR, fotopar Darlington) tienen diferentes corrientes de salida y, por lo tanto, diferentes relaciones de transferencia de corriente. Pero para el dispositivo fotosensible dado, es la función de la temperatura, la corriente directa del LED y el voltaje de polarización de salida.
3. Características de conmutación
Cuando se utiliza un optoacoplador para la aplicación de conmutación, esta característica es muy importante. Según esta característica, el tiempo de subida y bajada típico del optoacoplador se especifica en la hoja de datos. El tiempo de subida y el tiempo de caída deciden la frecuencia de conmutación máxima del optoacoplador.
4. Tensión máxima de aislamiento
Es el voltaje RMS máximo hasta el cual proporciona el aislamiento entre los dos lados del optoacoplador. Normalmente, este voltaje de aislamiento se especifica en kV. La hoja de datos también menciona el voltaje transitorio máximo. Es el voltaje transitorio máximo hasta el cual proporciona el aislamiento eléctrico entre los dos lados del optoacoplador.
5. Inmunidad transitoria en modo común
El optoacoplador debería poder rechazar el ruido de modo común y el ruido transitorio de modo común. El ruido de modo común es el ruido que se presenta tanto en el lado de entrada como en el de salida del optoacoplador. La hoja de datos del optoacoplador menciona los transitorios de modo común (V/μs) hasta los cuales proporciona inmunidad.
Antes de agregar un optoacoplador al diseño de su PCB, considere tres pautas
Mantenga separadas las conexiones a tierra del optoacoplador
Un optoacoplador estándar incluye dos pines de tierra, uno para el LED y otro para el dispositivo fotosensible. Conectar estas tierras abrirá sus circuitos sensibles a cualquier ruido proveniente de la tierra externa. Para evitar esto, cree siempre dos puntos de conexión, uno para las clavijas de tierra externas y el otro para los cables de tierra de entrada.
Elija el valor correcto de resistencia limitadora de corriente
Seleccionar una resistencia limitadora de corriente que funcione al valor mínimo de un optoacoplador producirá un comportamiento errático. También es posible elegir una resistencia que proporcione demasiada corriente, lo que hará estallar el LED. Al seleccionar un valor para su resistencia, asegúrese de encontrar el valor de la corriente directa mínima en la tabla de relación de transferencia actual en la hoja de datos de su optoacoplador.
Sepa qué tipo de optoacoplador necesita
No todos los optoacopladores son iguales y deberá seleccionar el tipo correcto para su aplicación. Los Opto-darlington son solo para corrientes de entrada pequeñas. Si todo lo que necesita es un aislamiento de entrada estándar, entonces un optoacoplador general hará el trabajo.
Uso de optoacopladores para detectar el cruce por cero de fuentes de CA
La detección del cruce por cero de la red eléctrica de CA es esencial en muchas aplicaciones. Por ejemplo, un sistema típico de corrección del factor de potencia mide la diferencia de ángulos entre la potencia real y la potencia reactiva (ambos componentes de la potencia total). La diferencia entre potencia real y reactiva se mide monitoreando algo llamado "cruce por cero" de ondas de voltaje y corriente. "cruce por cero" es un término comúnmente utilizado en electrónica, acústica, matemáticas y procesamiento de imágenes. El cruce por cero denota la ubicación donde una forma de onda corta su eje de coordenadas (es decir, si representó gráficamente la forma de onda). Los cruces por cero también indican cuándo una forma de onda, expresada como una función matemática, cambiará de positiva a negativa y viceversa. Tenga en cuenta que algunos circuitos de prueba de frecuencia funcionan según el principio de monitorear los cruces por cero en las formas de onda de la fuente de CA.
Los optoacopladores se pueden utilizar para detectar el cruce por cero de la red eléctrica de CA. El tiempo de respuesta de un optoacoplador es de apenas nanosegundos; se enciende y apaga rápidamente en los cruces por cero. Al utilizar un rectificador y un filtro en la red eléctrica de CA, se pueden obtener señales digitales del optoacoplador.
Lectura de señales de entrada con optoacopladores
Los optoacopladores se pueden utilizar para leer de forma segura niveles como lógica 0 y lógica 1 desde cualquier fuente. Por ejemplo, los voltajes de una fuente de alimentación sin transformador pueden contener ruido. En tales situaciones, si la señal de entrada está conectada directamente con el microcontrolador, el ruido de la señal de entrada puede afectar la forma en que funciona el microcontrolador. De manera similar, en caso de que la entrada de un microcontrolador quede expuesta accidentalmente a una sobretensión eléctrica, el microcontrolador se destruye inmediatamente (es decir, se quema o "deja escapar el humo mágico"). Sin embargo, usar un optoacoplador entre un microcontrolador y una señal de entrada es como un póliza de seguro y puede prevenir este tipo de accidentes.
Preguntas más frecuentes
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