Shield el interfaz óptico de potencia (ART1096S)

Dos problemas principales implican el disparo de Triacs a partir de circuitos lógicos: El primero, y quizás lo más importante es la seguridad, ya que la compuesta del Triac y uno de los electrodos que debe ser usado como referencia no están aislados en la red y en el circuito de control pueden aparecer tensiones peligrosas. En este artículo mostramos cómo evitar este problema y otros que pueden ocurrir.

   El segundo es el referente al ruido que se genera en la conmutación y que puede reanudar al circuito de control causando inestabilidades de funcionamiento. Para evitar los dos problemas podemos contar con un dispositivo muy interesante y útil que el opto-disparador que contiene en su interior un opto-diac, como muestra la figura 1.

 

   Figura 1 - El opto-disparador
   Figura 1 - El opto-disparador | Haga click en la imagen para ampliar |

 

   Este dispositivo contiene un diodo emisor de radiación infrarroja que incide directamente sobre un opto-diac. Las características de este opto-diac son tales que permiten su uso directamente en el disparo de un Triac.

   El tipo MOC3010 está indicado para la red de 110 V mientras que el tipo MOC3020 está indicado para el disparo de Triacs en la red de 220 V.

   Como el acoplamiento de la señal se hace por vías ópticas el aislamiento del circuito de disparo del Triac es total.

   Esto da la necesaria seguridad e impide que los ruidos se propaguen de un circuito a otro.

   Las características del disparador facilitan su uso directamente en la salida de circuitos lógicos digitales e incluso de microprocesadores.

   En la figura 2 tenemos la manera típica de hacer este interfaz.

 

   Figura 2 - Interfaz del acoplador
   Figura 2 - Interfaz del acoplador

 

   Observamos que el LED emisor infrarrojo necesita una corriente mínima de 15 mA para que ocurra el disparo del Diac.

   Esto debe ser garantizado por el circuito driver que puede ser un microcontrolador.

   En nuestra aplicación, los valores de R1 y R2 dependen del opto-acoplador usado y por lo tanto de la tensión de la red de alimentación.

   El triac se debe especificar de acuerdo con la corriente de la carga y la tensión de la red. Tipos de la serie TlC206 con corrientes de 4 A y más se pueden utilizar según la siguiente relación:

TIC206 - 4 A

TlC216 - 6 A

TlC226 - 8 A

TIC236 -12 A

TIC246 - 16 A

   El sufijo indica la tensión de la red. Teos el sufijo B para la red de 110 V y sufijo D a la red de 220 V.

   La alimentación para el opto disparador viene de un divisor de tensión formado por dos resistores, y todavía tenemos un filtro que evita la propagación por la línea de los ruidos de conmutación.

   Este filtro se basa en L1, C2, C3 y R3. L1 es un choque enrollado en un bastón de ferrita según informaciones que daremos en la parte constructiva.

   El circuito completo del aparato se muestra en la figura 3.

 

   Figura 3 - Diagrama completo del aparato.
   Figura 3 - Diagrama completo del aparato. | Haga click en la imagen para ampliar |

 

   La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 4.

 

   Figura 4 - Placa para el montaje
   Figura 4 - Placa para el montaje

 

   Para el acoplador óptico se puede utilizar un zócalo DIL de 4 pines, ya que no son fáciles de obtener los de 3, en cuyo caso encajamos al componente dejando dos terminales libres.

   Las pistas para los electrodos de disparo y elementos de menor potencia del triac son finas, pero para conexiones de mayor corriente recomendamos el uso de tíos gruesos.

   C2 y C3 deben ser de poliéster con una tensión de trabajo de al menos 250 V si la red es de 110 Ve 400 V si la red es de 220 V.

   L1 está formada por 20 o 30 vueltas de tío común de unión en un bastón de ferrita de 0,8 a 1 cm de diámetro y longitud entre 10 y 20 cm.

   El grosor del hilo depende de la intensidad de la corriente que el circuito debe controlar.

   Es interesante dotar a la línea de alimentación de un fusible apropiado para mayor seguridad.

   El Triac debe ser montado en un buen radiador de calor, principalmente si opera en los límites de su potencia.

   Para probar el aparato, basta con conectarlo a la red y como carga una lámpara o cualquier otro dispositivo, de preferencia resistivo.

   Excitando el LED del acoplador debe haber el disparo del Triac.

   Para excitar con 6 V (4 pilas) sólo leí el gato positivo de las pilas al pin 1 en serie con un resistor de 470 ohmios y el negativo al pin 2 del acoplador.

   Comprobado el funcionamiento es sólo utilizar la unidad.

 

Semiconductores:

CI-1 - MOC3010 (110 V) o MOC3020 (220 v) - acoplador óptico con dlac

Triac - TlC206, 216, 226, etc. - Triac con sufijo conforme a la red de alimentación

 

Resistores: (1/4 W salvo indicación en contrario)

R1 - 180 ohms (110 V) o 360 ohmios (220 V)

R2 - 470 ohms (110 V) o 2,2 k ohmios (220 V)

R3 - 100 ohms x 1 W

 

Capacitores: (poliéster 200/400 V)

C1, C2, C3- 100 nF

 

Varios:

L1 - bobina - ver texto

Placa de circuito impreso, zócalo para el Integrado, radiador de calor para el Triac, hilos, soldadura, etc.