Optoacoplador de CA para detección de línea de 230 V

Estoy tratando de detectar el voltaje de línea (230 V CA, si el suministro está encendido/apagado) mediante un microcontrolador con la ayuda de un optoacoplador de CA. Los optoacopladores que he evaluado son PC814, H11AA1 y SFH620A-3, de los cuales encontré que el SFH620A-3 es más eficiente (debe ser debido al mejor CTR). Había conectado una resistencia en serie de 440K (1/4W) y todo parece estar bien, es decir, el microcontrolador puede detectar cuándo hay línea y si no. Mientras probaba mi circuito con varios voltajes de entrada, descubrí que el opto comenzará a dar una salida fluctuante cuando mi voltaje sea de 145 V. Calculé el voltaje y descubrí que para 145 V CA y una resistencia en serie de 440 K, la corriente es de solo 0,33 mA, lo que puede ser insuficiente para encender el opto. Ahora podría reducir la resistencia, sin embargo, el calor disipado sería mayor (lo cual no quiero). Tampoco puedo usar un condensador x o usar un transformador debido a limitaciones de tamaño. Debido a todos estos factores, alguien me sugirió que buscara otro opto que funcionara con muy poca corriente. Por lo tanto, comencé a buscarlo y encontré uno, es decir, SFH628A-3, sin embargo, no soy bueno para comprender su hoja de datos y necesito ayuda para ver si encaja.

Perdón por la larga historia, todavía estoy aprendiendo.

Los esquemas que has probado estarían bien. Además, me gustaría saber exactamente qué quiere decir con "detectar voltaje de línea". ¿Significa esto "medir" o significa "observar eventos de cruce por cero" o significa "ver si el voltaje máximo está por encima de algún umbral, con histéresis" o... exactamente qué? Solo decir "MCU" no me dice para qué sirve. Sí, veo que escribiste, "sentir cuando hay línea y de otra manera". Pero, de nuevo, mi mente puede dar demasiadas interpretaciones a eso. ¿Escribe más?
Eche un vistazo a un IL300 si desea saber cuál es el voltaje de la línea, ya que la corriente en los dos diodos de salida coincide bien. ¿O simplemente quiere saber si hay CA de al menos un cierto voltaje rms?
Solo estoy tratando de obtener el estado de un dispositivo eléctrico, es decir, si está encendido o apagado y no se necesita nada más.
"el calor disipado sería más (que no quiero)" ¿Sabe que la resistencia que está usando solo disipa 1/20 de vatio?
@WhatRoughBeast sí, entiendo que el calor disipado es menor, sin embargo, mi circuito se encuentra dentro de un contenedor cerrado y tengo muchos de estos (opto y resistencias múltiples). Por lo tanto, no podemos acomodar más calor.
¿Has considerado un cuentagotas capacitivo? Generan mucho menos calor, y con solo alrededor de 1 mA, puede usar un capacitor muy pequeño.
@JvO Para usar el cuentagotas capacitivo, tengo que usar condensadores nominales x que son grandes y no serían factibles.
@Usted mencionó restricciones de tamaño. Pero, ¿cuál es ese límite de tamaño?
@ newage2000 pequeños chips smd, como resistencias y condensadores, deberían estar bien. Sin embargo, no se puede acomodar un capacitor de clasificación x o un transformador.
@Zacson ¿Funcionaría el efecto hall en su caso?
@newage2000 suena interesante, pero el precio es 4 veces mayor que un opto. Y además, esto puede verse afectado por EMR y es posible que deba colocar muchos de ellos.

Respuestas (1)

Donde solía trabajar, detectamos 230 VCA con un optoacoplador de CA H11AA814 de 4 pines. Use una resistencia de 220K 1/4W para obtener 1,045 mA de corriente a 0,24 vatios, que es suficiente para detectar CA. La salida será una ondulación de 120 HZ en líneas eléctricas de 60 HZ.

Después de la investigación, el H11AA814 está obsoleto y se puede reemplazar con una serie Vishay SFH628.

Usamos el filtro de onda simple a continuación para generar un voltaje de CC limpio igual a Vcc (+5V a +12V) menos aproximadamente 1,25 voltios.

Siempre que haya una entrada de CA, Vout está cerca de cero voltios. Si la CA falla, Vout es de +3,75 a +10,75 voltios, dependiendo del voltaje con el que alimente este circuito. Este circuito responderá a una falla de energía dentro de 1/4 de segundo. Este filtro simple también bloquea la reacción a breves parpadeos de energía que duran menos de 200 mS.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Copiado de la hoja de datos. Muestra funcionamiento a 500uA y 1mA.

Copiado de la hoja de datos

Esto generaría mucho calor (en comparación con el de 440 K) y, como mencioné en mi consulta, no podemos acomodar más calor.
Cambié R1 a 220K, lo que reduce en gran medida el calor. Este optoacoplador funcionará bien a 1 mA CA.
Ok H11AA814 parece funcionar en 1mA. ¿Cuál es la corriente mínima requerida para este opto. También H11AA814 parece estar obsoleto.
H11AA814 es suministrado por Digikey y Mouser. Fairchild todavía lo hace.
Digikey muestra H11AA814 como obsoleto. De todos modos, ¿cuál es la corriente mínima para H11AA814? A mi pregunta, ¿pueden ayudarme con SFH628A-3?
Miré la hoja de datos de la serie SFH628 y muestran el funcionamiento a 1 mA CA/CC. Es un reemplazo para el número de parte que te di. Lo pondré en el esquema. También es un dispositivo de 4 pines, pero está disponible en paquetes SMD.
Quiero entender su requisito mínimo actual. Con SFH620A pude usar una resistencia de 440K y un voltaje mínimo de 145V AC.
Según la imagen de la hoja de datos, funcionará con una resistencia de 440K. Eso es 522 uA a 120 mW de calor.
Asegúrese de que R1 esté clasificado para manejar 230 VCA. Es posible que deba usar un cuerpo de 1/2 vatio para obtener una clasificación de 400 voltios.
¿Alguna idea sobre la corriente mínima requerida para encender este opto? Como tienes un modelo similar, tal vez puedas aumentar la resistencia y ver el punto en el que falla el gatillo.
Era el diseño del jefe de ingenieros y tenía que obedecer los estándares de UL, por lo que para 230-277 VCA eran 2 resistencias de 33K y 3W para mantener alrededor de 3 mA fluyendo hacia el optoacoplador. A 600 V CA eran 2 resistencias de 47 K y 3 W. Pero noté el cambio de opto de 6 pines a 4 pines. Los opto de 4 pines tienden a comenzar a funcionar a solo 100 uA. Eso no está en la hoja de datos, solo por experiencia personal. Diría que 200uA es un extremo inferior seguro para la corriente de accionamiento. Pero eso es extraoficial. No tengo forma de probarlo.
¿Podría explicar más sobre el filtro de ondulación? Acabo de usar un capacitor de 1uF en paralelo a la salida del opto y mi alimentación al microcontrolador es estable (es decir, no hay CC cuando el opto está APAGADO y CC uniforme cuando el opto está ENCENDIDO).
@Zacson. La resistencia de 68 K con el condensador de 0,47 uF significa que la CA tiene que fallar durante unos 250 mS antes de que Vout suba (1). Eso significa que a 60 HZ deben perderse alrededor de 15 ciclos de CA seguidos para activar una alarma, un zumbador, un LED, etc.
@Zacson. Este es el circuito que usamos en el trabajo. El MPSA28 tiene una ganancia de 10 000, por lo que es un muy buen amortiguador. Hasta cierto punto podrías simplificar el diseño.
Gracias. Como estoy detectando CA usando una MCU, supongo que un condensador simple en serie debería ayudar a suavizar la salida pulsante de opto.
@ user105652 Tengo curiosidad por saber si ese darlington es realmente necesario si la salida va solo a MCU. ¿Crees que eliminar el darlington y usar solo un filtro de paso bajo sería mucho más simple e igualmente efectivo?
Optoacoplador de CA para detección de línea de 230 V
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