Los optoaisladores u optoacopladores se componen de un dispositivo emisor de luz y un dispositivo sensible a la luz, todo envuelto en un paquete, pero sin conexión eléctrica entre los dos, solo un haz de luz. El emisor de luz es casi siempre un LED. El dispositivo sensible a la luz puede ser un fotodiodo, fototransistor o dispositivos más esotéricos como tiristores, TRIAC, etc.
Hoy en día, muchos equipos electrónicos utilizan acopladores ópticos en el circuito. Un acoplador óptico o, a veces, denominado aislador óptico, permite que dos circuitos intercambien señales y permanezcan aislados eléctricamente. Esto generalmente se logra usando luz para transmitir la señal. El diseño de circuitos de acoplador óptico estándar utiliza un LED que brilla en un fototransistor, generalmente es un transistor npn y no pnp. La señal se aplica al LED, que luego brilla en el transistor en el IC.
La luz es proporcional a la señal, por lo que la señal se transfiere al fototransistor. Los acopladores ópticos también pueden venir en pocos módulos como el SCR, fotodiodos, TRIAC de otro interruptor semiconductor como salida y lámparas incandescentes, bombillas de neón u otra fuente de luz.
El más utilizado es un optoacoplador MOC3021 y una combinación de tipo LED diac. Este IC está interconectado con un microcontrolador y un LED está conectado en serie al IC, que se ilumina para indicar un pulso alto lógico desde el microcontrolador para que podamos saber que la corriente fluye en el LED interno del opto-IC. Cuando se proporciona lógica alta, la corriente fluye a través del LED desde el pin 1 al 2. Por lo tanto, en este proceso, la luz LED se enciende en DIAC y hace que 6 y 4 se cierren. Durante cada medio ciclo, la corriente fluye a través de la compuerta, el resistor en serie y a través de opto-diac para que el tiristor / triac principal se active para que la carga funcione.
El optoacoplador generalmente se encuentra en el circuito de suministro de energía de modo conmutado en muchos equipos electrónicos. Está conectado entre la sección primaria y secundaria de las fuentes de alimentación. La aplicación o función del optoacoplador en el circuito es:
- Monitorear alto voltaje
- Muestreo de voltaje de salida para regulación
- Micro de control del sistema para encendido / apagado
- Aislamiento de tierra
Este es el principio utilizado en Opto-Diacs, los Opto-Diacs están disponibles en forma de circuitos integrados y se pueden implementar utilizando un circuito simple.
Simplemente proporcione un pequeño pulso en el momento adecuado al diodo emisor de luz en el paquete. La luz producida por el LED activa las propiedades sensibles a la luz del diac y se enciende la energía. El aislamiento entre los circuitos de alta y baja potencia en estos dispositivos conectados ópticamente es típicamente de varios miles de voltios.
Descripción del pin Opto-Diacs:
4 optoacopladores diferentes disponibles
1. MOC3020
Viene en DIP de 6 pines como se muestra en la figura:
Principio de funcionamiento de MOC3020:
Los MOC3020 están diseñados para interactuar entre controles electrónicos y triac de potencia para controlar cargas resistivas e inductivas para operaciones de Vac. El principio utilizado en el optoacoplador es que los MOC están disponibles rápidamente en forma de circuito integrado y no requieren circuitos muy complejos para que funcionen. Simplemente dé un pequeño pulso en el momento adecuado al LED del paquete. La luz producida por el LED activa las propiedades sensibles a la luz del diac y se enciende la energía. El aislamiento entre los circuitos de alta y baja potencia en estos dispositivos conectados ópticamente es típicamente de unos pocos miles de voltios.
Características de MOC3020:
- Salida de controlador Photo-TRIAC de 400 V
- Fuente infrarroja de galio-arseniuro-diodo y controlador triac de silicio acoplado ópticamente
- Alto aislamiento - 500 Vpico
- Controlador de salida diseñado para 220 Vac
- DIP de plástico estándar de 6 terminales
- Directamente intercambiable con Motorola MOC3020, MOC3021 y MOC3022
Aplicaciones típicas de MOC3020:
- Controles de solenoide / válvula
- Balastos de lámpara
- Interfaz de microprocesadores con periféricos de 115/240 Vca
- Motor controls
- Atenuadores de lámparas incandescentes
Aplicación de MOC3020:
El circuito que se muestra a continuación es un circuito típico utilizado para el control de carga de CA desde el microcontrolador, se puede conectar un LED en serie con MOC3021, LED para indicar cuándo se da un nivel alto desde el microcontrolador de modo que podamos saber que la corriente está fluyendo en el LED interno del optoacoplador. La idea es utilizar una lámpara de potencia cuya activación requiera corriente alterna en lugar de tensión continua. De esa manera, la alimentación de CA principal que estamos tratando de cambiar la lámpara y no se requiere una fuente de alimentación externa. Para cambiar la corriente alterna a la lámpara, tenemos que usar un triac optoacoplado, una lámpara y un diac se muestra en el circuito a continuación. Se dice que un triac es un interruptor controlado por CA. Tiene tres terminales M1, M2 y puerta. Un TRIAC, una carga de lámpara y una tensión de alimentación están conectados en serie. Cuando el suministro está ENCENDIDO en ciclo positivo, la corriente fluye a través de la lámpara, las resistencias, el diac y la compuerta y llega al suministro y luego solo la lámpara se enciende durante ese medio ciclo directamente a través del terminal M2 y M1 del triac. En semiciclo negativo se repite lo mismo. Por lo tanto, la lámpara se ilumina en ambos ciclos de manera controlada dependiendo de los pulsos de activación en el optoaislador, como se ve en el gráfico siguiente. Si se le da a un motor en lugar de a una lámpara, la potencia se controla, lo que da como resultado un control de velocidad.
2. MOC3021
MOC3021 es un optoacoplador diseñado para activar TRIACS. Al usar esto, podemos disparar en cualquier parte del ciclo, por lo que podemos llamarlos como optoacopladores distintos de cero. MOC3021 son muy utilizados y pueden obtenerse fácilmente de muchas fuentes. Viene en DIP de 6 pines que se muestra en la figura.
MOC3021 (acoplador óptico)
Descripción del Pin:
Pin 1: Ánodo
Pin 2: cátodo
Pin 3: Sin conexión (NC)
Pin 4: terminal principal
Pin 5: Sin conexión (NC)
Pin 6: terminal principal
Características:
- Salida del controlador foto-triac de 400 V
- Fuente de infrarrojos de diodo de arseniuro de galio y controlador triac de silicio acoplado ópticamente
- Alto aislamiento 7500 V pico
- Controlador de salida diseñado para 220 V CA
- DIP de plástico estándar de 6 terminales
Hay muchas aplicaciones de MOC3021, como controles de válvula / solenoide, balastos de lámpara, microprocesadores de interfaz con periféricos de 115/240 Vca, controles de motor y atenuadores de lámpara incandescente.
Aplicación de MOC3021:
En el circuito siguiente, el más utilizado es un optoacoplador MOC3021 con una combinación de tipo LED diac. Además, al usar esto con un microcontrolador y un LED se puede conectar en serie con MOC3021, LED para indicar cuándo se da un nivel alto desde el micro controlador, de modo que podemos saber que la corriente está fluyendo en el LED interno del optoacoplador. Cuando se da la lógica alta, la corriente fluye a través del LED desde el pin 1 al 2. Por lo tanto, en este proceso, la luz LED cae sobre DIAC, lo que hace que 6 y 4 se cierren. Durante cada medio ciclo, la corriente fluye a través de la compuerta, el resistor en serie y a través de opto-diac para que el tiristor / triac principal se active para que la carga funcione.
3. MCT2E
Aquí hay un video sobre el optoacoplador MCT2E
La serie MCT2E de dispositivos optoacopladores consta de LED infrarrojos de arseniuro de galio y un fototransistor NPN de silicio. Están empaquetados en un paquete DIP de 6 pines y están disponibles con un espaciado de cables amplio.
Pin 1: Ánodo.
Pin 2: cátodo.
Pin 3: Sin conexión.
Pin 4: Emisor.
Pin 5: Colector.
Pin 6: Base.
Características:
- Tensión de prueba de aislamiento 5000 VRMS
- Interfaces con familias lógicas comunes
- Capacidad de acoplamiento de entrada-salida<0.5 pF
- Paquete estándar de la industria de 6 pines en línea dual
- Cumple con la directiva RoHS 2002/95 / EC
El optoacoplador generalmente se encuentra en el circuito de suministro de energía de modo conmutado, conducción de relé de lectura, controles industriales, entradas lógicas digitales y en muchos equipos electrónicos
Aplicación de MCT2E:
Es una combinación de 1 LED y un transistor. El pin 6 del transistor no se usa generalmente y cuando la luz cae sobre la unión base-emisor, entonces cambia y el pin 5 pasa a cero.
- Cuando se da un cero lógico como entrada, la luz no cae sobre el transistor, por lo que no conduce, lo que da un uno lógico como salida.
- Cuando se da el 1 lógico como entrada, la luz cae sobre el transistor para que conduzca, eso hace que el transistor se encienda y se forme un cortocircuito, esto hace que la salida sea cero lógico ya que el colector del transistor está conectado a tierra.
4. MOC363
4. MOC363Los dispositivos MOC3063 consisten en diodos emisores de infrarrojos de arseniuro de galio acoplados ópticamente a detectores de silicio monolíticos que realizan las funciones de controladores triac bilaterales de cruce de voltaje cero. También es un DIP de 6 pines que se muestra en la figura:
Descripción del Pin:
Pin 1: Ánodo
Pin 2: Cátodo
Pin 3: Sin conexión (NC)
Pin 4: Terminal principal
Pin 5: Sin conexión (NC)
Pin 6: Terminal principal
Características:
- Simplifica el control lógico de la potencia de 115/240 Vac
- Voltaje de cruce por cero
- dv / dt de 1500 V / µs típico, 600 V / µs garantizados
- VDE reconocido
- Underwriters Laboratories (UL) reconocido
Aplicaciones:
- Controles de solenoide / válvula
- Interruptores de potencia estática
- Controles de temperatura
- Arrancadores y controladores de motores de CA
- Controles de iluminación
- Contactores E.M.
- Relé de estado sólido
Funcionamiento de MOC3063:
Del circuito, tenemos un optoacoplador MOC3063 con una combinación de LED tipo SCR. Además, al usar este optoacoplador con microcontrolador y un LED, se puede conectar en serie con el LED MOC3063 para indicar cuándo se da un nivel alto desde el microcontrolador, de modo que podamos saber que la corriente está fluyendo en el LED interno del optoacoplador. Cuando se da un valor lógico alto, la corriente fluye a través del LED desde el pin 1 al 2. La luz del LED se enciende en SCR, lo que hace que 6 y 4 se cierren solo en el cruce por cero del voltaje de suministro. Durante cada medio ciclo, la corriente fluye a través de la puerta SCR, la resistencia en serie externa y a través del SCR para que el tiristor / triac principal se active para que la carga al comienzo del ciclo de suministro funcione siempre.
Aquí hay un video de la interfaz de un optoacoplador a un TRIAC
