¿Se necesita un diodo de protección en un optoacoplador TRIAC y para qué?

¿Se requiere un diodo de protección de polaridad inversa en la ENTRADA de un optoaislador?

Resumen:

• Un diodo a menudo no se usaría en la ubicación que se muestra , PERO protege contra condiciones extremas y cuesta muy poco implementarlo, por lo que no es una idea terrible. Nunca he visto un diodo en esta ubicación en un circuito del "mundo real".

• El diodo protege contra los posibles efectos de los principales picos de conmutación del circuito de salida que se acoplan capacitivamente al LED de entrada. Esto normalmente no es un problema.

• El diodo proporciona protección ESD (descarga electrostática) para el LED de entrada. Si esto es un problema depende de su aplicación. Una vez en el circuito, R1 proporciona una ruta de descarga de ESD y la ESD debería estar en un nivel en el que esto no proporcionara suficiente carga de protección, algo inusual pero posible.

• Casi cualquier diodo servirá. Un 1N4148 (muy barato, muy disponible) sería una buena opción. Solo tiene que proteger el LED contra voltaje inverso.

Para los optoacopladores Sharp S108T01 y 2, la hoja de datos aquí en el circuito en la parte inferior de la página 9 no suele requerir el diodo de protección D1 en la entrada, pero no es una idea terrible. El costo es muy bajo y puede ser útil en algunos casos .

Los LED son sensibles al daño causado por niveles bastante modestos de voltaje de polaridad inversa. Este diodo proporciona protección de voltaje inverso para el LED interno. En ese circuito no hay una gran posibilidad de que haya polaridad inversa, por lo que el diodo es algo así como un lujo. En la hoja de datos de la página 4, la clasificación de voltaje inverso del LED se muestra como 6 voltios. Este es el voltaje al que puede dañarse, incluso sin flujo de corriente.

Su pensamiento puede ser que con una carga inductiva puede ocurrir un gran voltaje transitorio en la salida y esto podría acoplarse al diodo de entrada a través de un acoplamiento capacitivo. Algunos fabricantes de optoacopladores de muy alto aislamiento (HP / Avago son un buen ejemplo en casos seleccionados) pueden especificar la cantidad de acoplamiento entre la entrada y la salida, pero esto es raro. Esto suele ser más interesante con respecto al acoplamiento de entrada a salida cuando las tasas muy altas de cambio del voltaje de modo común en la entrada pueden provocar la activación de la salida debido al acoplamiento capacitivo. (El modo común es cuando ambos cables de entrada cambian juntos; el LED puede permanecer apagado todo el tiempo, pero ambos cables pueden cambiar de, por ejemplo, 0 V a 500 V en un período breve).

El diodo proporciona protección ESD (descarga electrostática) para el LED de entrada. Si esto es un problema depende de su aplicación. La ESD generalmente proviene de los dedos aplicados de personas que no están usando una conexión a tierra adecuada. Los LED son más susceptibles a este tipo de daño cuando tienen polarización inversa que casi cualquier otro componente común. Sin embargo, una vez que el optoacoplador está en el circuito, R1 proporciona una ruta de descarga de ESD y la ESD debería estar en un nivel en el que esto no proporcione suficiente carga de protección, algo inusual pero posible.

Como guía, soy un diseñador razonablemente cuidadoso y conservador según la mayoría de los estándares (cuando no decido no serlo por razones específicas :-)) y normalmente no consideraría necesario incluir el diodo como se muestra. Sin embargo, como Murphy siempre está buscando oportunidades para destruir circuitos aparentemente seguros, si hubiera un componente de carga inductivo sustancial y, especialmente, si el optoaislador no tuviera un interruptor de cruce por cero (como este no lo está), entonces probablemente agregaría el diodo

Otra posibilidad en la que podría ocurrir la polaridad inversa del diodo es si se aplica polaridad inversa o CA a Vcc. Esto es extremadamente improbable en todos los circuitos, excepto en los experimentales.

El diodo no es necesario. Russell tiene razón en que los LED son sensibles a la polarización inversa (solo pueden soportar unos pocos voltios), pero en este caso realmente no es necesario.
Claro, podría agregarlo para cualquier situación adversa, pero ¿también coloca tubos de descarga de gas para proteger su línea de CA?

editar (sobre la confiabilidad del producto, en respuesta a los comentarios de Russell)
Mencioné los tubos de gas exactamente porque no se usan con tanta frecuencia , incluso si son el estándar de oro . Lo que quise decir es que incluso en la protección de circuitos todavía hay que usar el sentido común , y no empezar a proteger todo con la idea de que, si no ayuda, tampoco duele. En el diseño de electrónica de consumo , esta es una parte básica de la rentabilidad .: no lo hagas si no es necesario. Supongamos que agregar el diodo evitará 1 producto defectuoso en 10 000, entonces probablemente aún no se incluirá. Es posible que se produzca otra falla en otro lugar del circuito, que también se podría haber evitado colocando otro componente de protección. Entonces, al final, debe aumentar el costo del producto en un 5% para evitar fallas del 0.1%. Esto simplemente no se hace en la electrónica de consumo. Para los productos críticos para la seguridad , la historia es completamente diferente.