¿Por qué este circuito optoacoplador funciona sin destruirse?

Este circuito se está utilizando para la detección de red. La entrada se alimenta directamente de la red eléctrica de 220 V 50 Hz y la salida va a Arduino, que funciona con 3,3 V. En teoría, el LED del optoacoplador debería quemarse durante la polaridad inversa de 220 VCA en el circuito que se indica a continuación:

detección de ca

Aquí está el gráfico de voltaje que aparece en el LED del optoacoplador:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Muestra un voltaje inverso máximo de 50 V solo en lugar de los 220 V esperados (al menos eso es lo que esperaba). Sin embargo, solo 50 V deberían poder destruir el LED.

He usado este circuito en un proyecto y ha estado funcionando perfectamente durante unos 6-7 meses. ¿Por qué funciona este circuito?

Aquí están las calificaciones máximas absolutas de la hoja de datos:RAM

Y estas son características para el dispositivo:COE

Supongo que la corriente inversa no es lo suficientemente alta como para destruir el LED de manera confiable. Pero sigue siendo un mal diseño.
¿Por qué piensas eso? La corriente de ruptura inversa es tan limitada como la corriente directa.
Cuando dices "trabajo"; ¿Has construido (físicamente) este circuito?
@Tyler: sí, lo tengo y lo estoy usando continuamente durante 6-7 meses.
Bueno, de acuerdo con la hoja de datos que estaba mirando, la corriente inversa máxima es de 10 uA, así que... No lo sé. Esto es 220 VAC, ¿correcto? ¿Quizás no es un PC817?
@pjc50: la corriente directa es de 220 V/200 kohmios = 1,1 mA y, según la hoja de datos, el voltaje inverso máximo es de 6 V, la corriente inversa máxima es de 10 uA. Entonces, en polaridad inversa a 220V, estoy seguro de que el voltaje inverso será mucho más alto que los 6V indicados.
@Tyler: seguro que estoy usando PC817. De SHARP. Incluso si hay una variación menor, creo que tenemos un voltaje lo suficientemente alto como para dañar todos los optoacopladores similares.
¿Hay más en el circuito en el lado de entrada? ¿De dónde provienen los 220 V?
@Tyler: suministro de 220 V 50 Hz procedente directamente de la red eléctrica. Es básicamente un circuito de detección de red. La salida va a arduino funcionando a 3.3V.
Los límites de @pjc en una hoja de datos son los límites hasta dos que el fabricante garantiza un cierto comportamiento. Más allá de los límites, nada está garantizado, y eso incluye la posibilidad de un funcionamiento normal.

Respuestas (3)

Es posible que no haya entendido bien la corriente inversa, consulte http://www.renesas.eu/products/opto/technology/standard_p/index.jsp

El LED es un diodo, por lo que no está diseñado para conducir en la dirección inversa. Sin embargo, si aún fuerza suficiente voltaje inverso alto a sus pines, esta corriente inversa muy pequeña fluye.

Alcance (con un transformador de aislamiento adecuado) el voltaje en el LED. El LED, al igual que cualquier otro diodo, tiene un voltaje de ruptura inverso. Este es el Vr en la hoja de datos. En el desglose inverso, puede imaginar el LED como un Zener, por lo que una vez que se aplican más de 4V en la dirección inversa, la corriente fluirá.

Consulte esta imagen: http://reviseomatic.org/help/e-diodes/Led-graph.gif Puede leer más en wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/LED_circuit

Si conduce el LED en reversa, el rendimiento del optoacoplador se degrada con el tiempo, consulte http://www.renesas.eu/products/opto/technology/standard_p/index.jsp Vr.

Por lo tanto, es una buena idea agregar un diodo estándar en serie (para que no fluya corriente inversa) o al LED del optoacoplador en la dirección inversa (para que desvíe el voltaje inverso).

Además, como se trata de un circuito de cruce por cero, puede considerar usar un puente rectificador y luego conectar el led a la salida del rectificador. Esto da como resultado picos de cruce por cero muy limpios en ambas medias ondas.

Hay un parámetro llamado tiempo de integración.

Con ciertas limitaciones, las clasificaciones máximas absolutas dadas en las hojas de datos técnicos pueden excederse por un corto tiempo. El valor medio de corriente o voltaje es decisivo en un intervalo de tiempo específico denominado tiempo de integración. Estos valores medios a lo largo del intervalo de tiempo, Ti, no deben exceder las clasificaciones máximas absolutas.

Esto podría ser una pista si también podemos incluir la resistencia inversa dinámica y la capacitancia de unión.

Pero para la ruptura del diodo (que no es un proceso térmico), el tiempo de integración para producir daño debería ser bastante corto. Un medio ciclo de red es de 10 ms, durante la mayor parte del cual el diodo se sale de la especificación.

Lo que sucede es que cuando el LED tiene polarización inversa, hay "suficiente" corriente hacia atrás (alrededor de 1ma) para reducir la mayor parte del voltaje (200v) a través de la resistencia de 200k, esto deja alrededor de 20v (50v pp) a través del LED. Además, aunque el voltaje inverso máximo permitido (y no dañar el LED) es de 6v, en realidad tiene que ser mayor para garantizar el valor más bajo.
Aunque su LED en particular esté "funcionando", usted o su empresa estarán abiertos a demandas.
Cuando el LED falla, fallará en el modo que dice "no hay tensión de red", pero esto no es cierto. Luego, cuando desee transferir su responsabilidad al fabricante de LED, no funcionará, porque lo operó fuera de sus límites máximos .

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