¿Es seguro este detector de línea?

Empecemos analizando lo que has diseñado.

Ignoraré C1 por el momento.

1. Para mantener baja la entrada del disparador Schmidt, se requiere que el opto baje 3.3 mA, se puede ignorar la corriente descendente para la compuerta.
2. La relación de transferencia para el opto es de aproximadamente un 20% como mínimo, por lo que necesita un mínimo de 5 * 3,3 mA o aproximadamente 17 mA a través de los LED.
3. Con las resistencias que eligió para la entrada, esto requeriría un mínimo de 3210 * 0,017 o aproximadamente 57 V (55 + LED Vf = 1,7 máx.) para suministrar la corriente. El voltaje en la unión de R3,R1 será de aproximadamente 10,5 V.
4. El TVS conducirá a un mínimo de aproximadamente 31,5 V, en ese punto la corriente a través del LED sería de aproximadamente 59 mA y el voltaje de entrada tendría que ser de aproximadamente 189 V. El pico del ciclo de la red eléctrica de CA es de solo 170 V, por lo que el TVS claramente nunca funcionará con su diseño. Por supuesto, nunca alcanzará el nivel de 59 mA en el LED, solo obtendrá un máximo de 52 mA.

Actualización: La hoja de datos de TVS muestra que el valor que usó (28.2V) es el valor más grande donde los TVS NO conducirán. El valor donde el TVS comienza a conducir (1mA es el umbral) está entre 31,4 y 34,7V. Usé 31,5 V por conveniencia, podría volver atrás y considerar el mejor caso a 31,4 V. Sin embargo, si considera los dispositivos en el peor de los casos a 34,7 V a 1 mA, entonces tiene una discrepancia aún mayor en el voltaje de entrada necesario para que el dispositivo conduzca. Cuento. El TVS en el circuito como fue diseñado no es funcional, nunca conducirá.

Como sugirió Dave, puede aumentar el valor de R2 para reducir la corriente de disipación de salida y, por lo tanto, reducir la corriente de entrada requerida, pero a una corriente de entrada más baja, el CTR también cae. En la hoja de datos de LTV-814 , puede ver que a medida que reduce la corriente de entrada, el CTR cae en picado.

Puede ver en lo anterior que los 17 mA requeridos por su diseño son ideales para maximizar el CTR, aunque debe diseñar para un CTR mínimo del 20 % para la distribución de dispositivos.
Si usa la sugerencia de Dave y usa 10K Ohm para R2 (una carga de 500uA), aunque esto reduce el requisito de corriente de entrada, puede ver que el CTR cae y si observa la Fig. 3 en la hoja de datos, el VCE (sat) aumenta, lo que significa que puede No tire de la entrada de la puerta baja.
Si configura la corriente de entrada para que sea, digamos, 5 mA, el CTR se ha reducido en un 25%. Si redujo la corriente de entrada a 1 mA, el CTR se redujo en casi un 70%.

Mi sugerencia sería restablecer la relación de R3, R1 para que, con el requisito de corriente mínima del LED de entrada, el TVS esté a punto de conducir.
Si mantiene la corriente de entrada en 17 mA, esto significaría configurar R1 en 1,8 K Ohm y R3 en 1,5 K Ohm. Duplique estos valores y reducirá la corriente a 8,5 mA y no sugeriría ir por debajo de eso.

Lo último a mencionar es el valor de C1. La salida opto no actúa como un transistor normal, actúa más como una fuente CC. Esto se complica por el hecho de que la unidad de entrada es un poco una onda sinusoidal, aunque ahora la entrada se recorta correctamente, el LED se activa con un voltaje/corriente constante una vez que el TVS conduce.

El valor C1 requerido será más pequeño de lo que imagina (lo dejaré para que calcule ese valor) ya que la corriente del colector está limitada a un valor esencialmente fijo debido a la forma en que funciona el opto. Imagina que todos los dispositivos que usas son mejores que el peor de los casos (mejor que el 20 % de CTR). Es posible que pueda hundir 2 o 3 veces la corriente requerida por R2. Sin embargo, esto aún resultará en un tiempo de carga lento para C1.

Actualización_2:

Si desea jugar con los valores de la resistencia frontal, puede usar el siguiente esquema, que se puede simular. Modifiqué los valores de Zener para que funcione, ya que no hay TVS en el editor de esquemas.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Tenga en cuenta la cantidad de energía que R3 necesita disipar:

33 mA es bastante más de lo que necesita para operar el optoacoplador. 5 mA probablemente serían suficientes, así que aumente R3 a 18 kΩ y solo necesita disipar 450 mW. Utilice una unidad de 1W. Además, puede elevar el valor de R1 a aproximadamente 4700 Ω

Incluso con una relación de transferencia de corriente de 0,2 en el peor de los casos, esto todavía le proporciona una corriente desplegable de 1 mA (RMS) en la salida. Eleve R2 a aproximadamente 10 kΩ para brindarle un nivel bajo confiable en la entrada del inversor.

Aparte, la mayoría de la gente conectaría C1 entre la señal y tierra (en lugar de Vcc), pero realmente no hace mucha diferencia.

Como se ha mencionado, reduzca la corriente del LED al mínimo requerido (más un poco de margen).

Encontraría la resistencia total requerida, ignorando el TVS. Luego divida ese valor de resistencia por la mitad e instale el valor apropiado de TVS en el punto medio de las dos resistencias.

Dividir las resistencias por la mitad permite que la disipación se comparta entre las dos resistencias, lo que permite que cada una tenga una potencia nominal más baja.

También preste atención a la clasificación de voltaje máximo de las resistencias. Nuevamente, dividir la resistencia total requerida en dos resistencias también divide la caída de voltaje en esas resistencias.

Hacer que el circuito construido sea seguro también depende de la disposición de los componentes y el cableado (o trazas de PCB). Asegurarse de que el lado de la línea y el lado aislado estén realmente separados.