Optoscr
Autor: Wilmar Laiton Contacto: wilaeba@gmail.com
Un optoscr es un dispositivo semiconductor cuya función es activar un SCR de manera óptica permitiendo la separación física entre la parte de control y la parte de potencia en un circuito, minimizando así el ruido eléctrico en la parte de control. El problema a la hora de usar un optoscr es que casi “no” hay referencias comerciales, entonces para resolver este problema lo que se puede hacer es convertir un optotriac en un optoscr. En el siguiente circuito se muestra cómo hacerlo:
La función del diodo es hacer que el optotriac ya no pueda manejar dos cuadrantes I-V (corriente voltaje), sino solamente uno, al hacer esto también se protegen la resistencia R3 y el SCR. Así mismo se tiene la señal VIN que es una señal dc continua o pulsada que es la encargada de generar la activación del optotriac, y la señal vac que es la que se encarga de dar la potencia a la carga. Si se quiere realizar un control por ángulo se debe usar un optotriac sin detector de cruce por cero. Las ecuaciones de diseño son las mismas que las vistas en el optotriac:
Tenga en cuenta:
- Las ecuaciones de diseño funcionan para cualquier referencia de optotriac, ya sea con o sin detector de cruce por cero.
- VIN es el voltaje de disparo para activar el diodo led del ototriac. Proviene de un circuito digital (microcontrolador, fpga, etc.) o de un circuito analogico (opamp, transistor, etc). Puede ser una señal continua o pulsada, y su valor normal está entre 3.3 voltios y 12 voltios.
- VFMAX es el voltaje máximo del diodo led del optotriac. El valor de VFMAX esta especificado en el datasheet del respectivo optotriac.
- IFT es la corriente para activar el diodo led. Se recomienda que el valor de este se encuentre entre el IFTABS que es el valor que se indica en máximo absolute ratings, e IFTMAX que esta normalmente entre 5 a 30 mA según el optotriac que se vaya a usar.
- VP se refiere al voltaje pico de la señal ac de entrada.
- 7.1 grados es un ángulo en el que se garantiza que traspase mínimo el 98% de la señal ac de entrada.
- El valor de IGTMAX (corriente de puerta máxima) está en el datasheet del respectivo scr.
- La resistencia R3 tiene como función atenuar todo ruido eléctrico que se pueda presentar en la puerta del scr. Debe ser de 0.25w.
-Observar bien las referencias de scr y del optotriac que se van a usar, ya que pueden haber referencias que son muy parecidas, pero con voltajes y corrientes de activación muy diferentes.
Para entender mejor se realizaran dos ejemplos.
Ejemplo 1. Se quiere realizar un circuito de control por ángulo con el scr TYN612. Se usara el optotriac moc3021, también una fuente ac de 220vrms, y el voltaje VIN es de 5 voltios. Realice el diseño.
Solución. Para poder hallar el valor de R1 se debe tener los valores de VFMAX y de IFT. Para ello se revisa el datasheet del moc3021, el valor de VFMAX es de 1.5 voltios, y el valor de IFT debe estar entre 15mA y 60mA, se escoge que IFT sea de 15mA. Tenemos entonces:
Ahora hallamos la potencia de R1:
De R1 se usara una resistencia de 220Ω de 0.25W. Para hallar R2 se revisa en el datasheet del triac tyn612 cuál es el valor de IGTMAX, su valor es de 15mA. Ahora podemos hallar el valor de R2:
Se usara una resistencia de 2.2kΩ a 0.25W. Para poder hallar el valor de R3 se debe conocer el valor de VGTMAX que en el datasheet tiene un valor de 1.3 voltios, entonces tenemos:
De R3 se usara una resistencia de 1.8k a 0.25W. El circuito queda de la siguiente manera:
Ejemplo 2. Se quiere controlar el prendido y apagado de una lámpara con el SCR c106m. Se usara además el optotriac con cruce por cero moc3061, una entrada ac de 120vrms, y la señal VIN de entrada será de 3.3 voltios. Realice el diseño.
Solución. Para poder hallar el valor de R1 se debe tener los valores de VFMAX y de IFT. En el datasheet del moc3061 el valor de VFMAX es de 1.5 voltios, y el valor de IFTMAX es de 15mA y de IFTABS es de 60mA, se escoge que IFT sea de 15mA. Tenemos entonces:
Ahora se halla la potencia de R1:
De R1 se usara una resistencia de 120Ω a 0.25W. Para hallar R2 se revisa en el datasheet del scr c106m el valor de IGTMAX que es de 200uA. Entonces tenemos:
De R2 se usara una resistencia de 100kΩ a 0.25w. El valor de VGTMAX del scr c106m es de 0.8 voltios. Ahora hallamos R3:
De R3 se usara una resistencia de 82k de 0.25W. El circuito queda de la siguiente manera:
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Muy conmovido y agradecido con Wilmar. Que buen material de estudio!!!. Mis Felicitaciones por compartir éste didactico y maravilloso portal de aplicaciones electrónicas.
ResponderBorrarUn abrazo Fuerte Wilmar!!!