Protección de entrada de optoacoplador

Tengo que proporcionar algunas entradas aisladas que acepten 12-24V. Debería haber cierta protección contra polarización inversa, sobretensión transitoria y sobretensión permanente (hasta 40 V) hasta cierto punto.

Hasta ahora, se me ocurrió el siguiente circuito:ingrese la descripción de la imagen aquí

  • R15+R21 limitan la corriente directa a ~14mA@12V y 30mA@24V
  • El diodo D1 TVS (ruptura ~@13V) protege contra transitorios y voltajes por encima de ~26V
  • D1 protege contra la polarización inversa
  • R15 limita la corriente en caso de polarización inversa o cuando D1 está sujetando

Este diseño parece sospechosamente simple. ¿Echo de menos algo o debería funcionar como se desea?

EDITAR:
R21 estaba destinado a proporcionar una protección adicional contra sobretensiones transitorias (ESD), porque el diodo TVS no se sujetará instantáneamente. Esta fue también la razón por la que se eligió un diodo TVS en lugar de uno normal. ¿Es esto excesivo?

Como se ha señalado, Si era algo alto. Consideraré algo más como 580 ohmios para R15 y R21 para limitar la corriente a 10-20 mA.

LTV357T

La hoja de datos dice que las calificaciones son menores en comparación con lo que está alimentando mouser.com/catalog/specsheets/LTV-357T%20Series-1308.pdf
@AKR: Simplemente dice "CTR: MIN. 50% at IF = 5mA", pero tal vez me perdí algo. Por lo que puedo decir de acuerdo con los diagramas y otras tablas, está perfectamente bien tener una FI de alrededor de 10-30 mA.
Estoy tratando de señalar sobre el Vf, que es un máximo de 1.4V y usted está alimentando de 12 a 24 V.
@AKR: Es por eso que hay resistencias en serie, lo que limita la corriente y reduce el resto del voltaje.
Sé que han pasado varios años en este hilo, pero si el OP (el póster original) o cualquier otro colaborador está leyendo, solo unas palabras de agradecimiento por el circuito y la discusión posterior. Ha sido de gran ayuda en un programa de controlador de puerta basado en ras-pi en el que he estado trabajando. El mayor problema que tengo es que las entradas del interruptor de límite son muy ruidosas y espero que lo anterior lo resuelva.

Respuestas (2)

El circuito es bueno para proteger el diodo. No conozco uno mejor.

No tiene que preocuparse por proteger el diodo de transitorios. Si fluye una gran corriente (< 1A) a través del diodo durante un microsegundo, no dañará el diodo. Puede salirse con la suya con un diodo zener normal en lugar de un TVS.

Podría considerar usar un voltaje zener (TVS) más bajo, digamos 5V. Eso causará una menor variación de la corriente del diodo entre el voltaje de entrada de 12V y 24V.

Los optoaisladores tienden a envejecer mal y el CTR disminuirá con el tiempo (o al menos solía hacerlo, tal vez eso haya mejorado). Por lo tanto, es una buena idea impulsar el diodo con una corriente superior a la mínima para asegurarse de que, con el tiempo, la activación de entrada continuará impulsando la salida. 10mA es probablemente un buen número para un opto LED especificado a un mínimo de 5mA.

Sus resistencias son mucho más pequeñas de lo que deberían ser.

Con dos resistencias de 390 Ω, obtienes ~15 mA a 12 VIn. El opto que tiene se caracteriza tanto en 5 mA vF como en 20 mA vF. A menos que necesite una respuesta rápida, hacer funcionar el LED en el opto a 5 mA no debería dañar nada.

Probablemente valga la pena asegurarse de que está alimentando el opto en una entrada de disparador schmitt, si entra en alguna lógica que no puede manejar transiciones lentas.

Además, no hay razón para molestarse con las dos resistencias. Simplemente coloque el diodo directamente a través del optoacoplador. Esto reducirá la disipación en el caso de que alguien conecte la energía al revés.

Gracias por la respuesta. ¿Está seguro de que tiene la hoja de datos correcta (LITEON LTV-357T)? Tasas de mina If=20mA como nominal y 50mA como máximo absoluto. La idea con la segunda resistencia era evitar un cortocircuito y limitar la corriente a través del diodo.
La idea era que solo tuvieras R15. Es R21 que es innecesario. Además, el nominal no significa que no pueda operar a un vF más bajo, solo significa que ese es el punto en el que lo caracterizaron.
Ah, también, el diodo probablemente debería ser un diodo normal, no un zener. De hecho, pensé que era un schottky, pero no estoy seguro de cómo se ve tu primitivo de diodo schottky. Los zeners no deberían tener líneas en ángulo recto como esa, el símbolo zener adecuado tiene las líneas en ángulo de ~ 45 °.
R21 estaba destinado a proporcionar protección adicional contra sobrevoltaje transitorio (ESD), porque el diodo TVS no se sujetará instantáneamente. Esta fue también la razón por la que se eligió un diodo TVS en lugar de uno normal. ¿Es esto excesivo?
Con respecto a la corriente directa, pensé que sería mejor conducir el LED en el área donde el CTR es mejor.
La corriente LED de 5 mA generará el peor de los casos de 2,5 mA (CTR mínimo del 50 % para esta parte) en el lado de salida, lo que es bastante dudoso en la práctica. No es una buena recomendación.
@AnindoGhosh: el pull-up en el colector de transistores es de 20K. Incluso si la corriente CE fuera solo de 1 mA, aún podría reducir la salida 20V. Como dije, sus tasas de borde serán bastante lentas, pero aún así debería cambiar bien.
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