cómo calcular el valor de la resistencia para el optoacoplador - 230V [duplicado]

El optoacoplador tiene una característica de transferencia directa que especifica cuánta corriente de fototransistor resultará de tanta corriente de LED, es decir, Ic/If. Con su dispositivo en If = 1 mA, la cifra mínima especificada para su gama de dispositivos es del 13%, así que trabajemos con esto.

Su carga Ic como se muestra es de aprox. 10 uA. Me imagino que está manejando una carga adicional, probablemente una puerta lógica, así que permitamos Ic = 50 uA. Puede amortiguar la salida del optoaislador con un transistor si necesita más corriente de salida que esa. Eso hace que If sea al menos (100/13) x 50 uA o 384,6 uA, así que trabajemos con un If de 400 uA.

No dice cuál es su aplicación o qué tipo de forma de onda está buscando del optoaislador. Tendré que hacer una suposición sobre su circuito para poder proceder con la aritmética: la salida debe pulsar la lógica baja mientras la red está presente, no tiene que ser continua. Su circuito actualmente hace esto, perdiendo salida a voltajes más bajos cerca del cruce por cero.

Por lo tanto, el valor de la resistencia en serie debe ser lo suficientemente alto como para no disipar una potencia promedio excesiva, mientras que lo suficientemente bajo como para dejar pasar suficiente si durante la parte inferior del ciclo de la red. Comencemos con este último.

La red eléctrica del Reino Unido es de 230 Vrms +10 %/-6 %, por lo que el voltaje máximo de la forma de onda es (230 x 1,1) x sqrt(2) o 358 V.

La resistencia para dejar pasar 400 uA a un nivel de voltaje de red instantáneo Vm hasta, digamos, 20 V y con el optoacoplador máx. Vf de 1,65 V es:

(20 - 1,65) / 0,0004 = 45.875 = 44K

De Prms = Vrms^2/R, la disipación de potencia promedio en la misma resistencia de 230 Vrms +10% es:

(230 x 1,1)^2 / 44 000 = 1,45 W

Esto es inaceptablemente alto para la función que se está realizando, así que hagamos que el optoacoplador funcione desde Vm hasta 80 V e intente nuevamente:

(80 - 1,65) / 0,0004 = 195.875 = 200K

(230 x 1,1)^2 / 200.000 = 320 mW

Esto es mucho más apetecible. Ahora a la implementación en sí...

El circuito debe tener protección de punto único de falla (SPOF) para operar de manera segura desde la red eléctrica. Esto significa que el efecto de una falla de un solo componente en su circuito alimentado por la red debe considerarse para cada componente. Para SPOF, 'fallo' significa que el componente falla por cortocircuito o circuito abierto. No todos los componentes fallan de esta manera en la vida real, pero así es como se considera en SPOF.

Teniendo en cuenta SPOF aquí, una sola resistencia en serie podría fallar en un cortocircuito y destruir el optoaislador, por lo que se utilizan dos resistencias en serie para la protección SPOF. Si uno falla en cortocircuito, el otro aún debe estar funcionando ya que estamos considerando un único punto de falla. Cada resistencia debe tener la potencia nominal máxima que tendría que disipar:

(230 x 1,1)^2/100.000 = 640 mW

Para una operación confiable del circuito durante una vida útil prolongada, lo reduciremos por potencia y usaremos una parte de 1 W. Esto permite un margen de alrededor del 50 % sobre lo que podría disiparse frente a lo que puede manejar disipando continuamente.

Entonces, finalmente llegamos a un circuito:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Con la red eléctrica aplicada, Vout bajará cuando la tensión de red Vm esté por encima de +Vmol o por debajo de -Vmol.

Vm para salida baja (Vmol) está entre un rango máximo de 1,65 V y 80 V, según el optoaislador y la carga en particular. Pero este es solo un rango máximo y el rango de transición real será mucho más estrecho que eso. Como una conjetura educada pero completa, estará entre 30 V y 50 V.

En la práctica, si la velocidad de giro de Vout es demasiado lenta para ser utilizada por su circuito de carga, pásela primero a través de un disparador Schmitt, como un amplificador operacional o uno (o dos, para no invertidos) inversores Schmitt 74xx14. Si necesita un nivel continuo en Vout, use Vout para activar un monoestable reactivable con un período mínimo de 10 ms y tome la salida monoestable como su señal.