El optoacoplador tiene una característica de transferencia directa que especifica cuánta corriente de fototransistor resultará de tanta corriente de LED, es decir, Ic / If. Con su dispositivo a If = 1 mA, la cifra mínima especificada para su rango de dispositivos es del 13%, así que trabajemos con esto.
Su carga Ic como se muestra es aprox. 10 uA. Me imagino que está manejando una carga adicional, probablemente una puerta lógica, así que vamos a permitir Ic = 50 uA. Puede almacenar la salida del optoaislador con un transistor si necesita más corriente de salida que esa. Eso hace que al menos (100/13) x 50 uA o 384.6 uA, así que trabajemos con un If de 400 uA.
No dice cuál es su aplicación o qué tipo de forma de onda está buscando desde el optoaislador. Tendré que hacer una presunción sobre su circuito para poder continuar con la aritmética: la salida debe presionar la lógica baja mientras la red está presente, no tiene que ser continua. Su circuito actualmente hace esto, perdiendo la salida a voltajes más bajos cerca del cruce por cero.
Por lo tanto, el valor del resistor en serie debe ser lo suficientemente alto como para no disipar la potencia promedio excesiva, mientras que lo suficientemente bajo como para dejar pasar suficiente durante la parte inferior del ciclo de la red. Empecemos por lo último.
La red eléctrica del Reino Unido es de 230 Vrms +10% / - 6%, por lo que la tensión máxima de la forma de onda es (230 x 1.1) x sqrt (2) o 358 V.
La resistencia para dejar pasar 400 uA a un nivel de voltaje de red instantáneo Vm hasta, por ejemplo, 20 V y con el optoacoplador máx. Vf de 1.65 V es:
(20 - 1.65) / 0.0004 = 45,875 = 44 K
De Prms = Vrms ^ 2 / R, la disipación de potencia promedio en la misma resistencia de 230 Vrms + 10% es:
(230 x 1.1) ^ 2 / 44,000 = 1.45 W
Esto es inaceptablemente alto para la función que se está realizando, así que hagamos que el optoacoplador funcione desde Vm hasta 80 V e intente nuevamente:
(80 - 1.65) / 0.0004 = 195,875 = 200 K
(230 x 1.1) ^ 2 / 200,000 = 320 mW
Esto es mucho más apetecible. Ahora a la propia implementación ...
El circuito debe tener una protección de un solo punto de falla (SPOF) para operar de manera segura desde la red eléctrica. Esto significa que el efecto de una falla de un solo componente en su circuito de alimentación de red debe ser considerado para cada componente. Para SPOF, 'falla' significa que el componente falla en cortocircuito o circuito abierto. Los componentes no fallan de esta manera en la vida real, pero así es como se considera en SPOF.
Considerando SPOF aquí, una resistencia de una sola serie podría fallar en cortocircuito y destruir el optoaislador, por lo que se usan dos resistencias de la serie para la protección SPOF. Si uno falla el cortocircuito, el otro debe seguir funcionando, ya que estamos considerando un solo punto de falla. Cada resistencia debe estar clasificada como la manija a la potencia máxima que tendría que disipar:
(230 x 1.1) ^ 2 / 100,000 = 640 mW
Para un funcionamiento confiable del circuito durante una larga vida útil, lo desclasificaremos para potencia y usaremos 1 W parte. Esto permite un margen de alrededor del 50% sobre lo que podría disiparse frente a lo que puede manejar la disipación continua.
Entonces, finalmente llegamos a un circuito:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Con la red eléctrica aplicada, Vout se reducirá cuando la tensión de red Vm sea superior a + Vmol o inferior a -Vmol.
Vm para salida baja (Vmol) está en algún lugar entre un rango máximo de 1.65 V y 80 V, según el optoaislante y la carga en particular. Pero esto es solo un rango máximo y el rango de transición real será mucho más estrecho que eso. Como una suposición educada pero completa, será entre 30 V y 50 V.
En la práctica, si la velocidad de giro de Vout es demasiado lenta para ser utilizada por su circuito de carga, pásela primero por un disparador de Schmitt, como un amplificador operacional o uno (o dos, para no invertido) 74xx14 Schmitt inversores Si necesita un nivel continuo en Vout, use Vout para disparar un monostable reutilizable con un período mínimo de 10 ms y tome la salida monoestable como su señal.
