Estoy experimentando con un circuito muy simple con un optoacoplador PC817. Solo quiero encender un LED con la salida del optoacoplador, pero el brillo es realmente bajo en comparación con una unidad directa del LED.
Aquí está mi circuito:
El problema que estoy experimentando es una gran caída de voltaje del colector-emisor (alrededor de 2.8V), cuando la hoja de datos indica voltajes por debajo de .5V para mi configuración.
¿Hay algún problema con mi circuito?
Gracias
Para explicar más a fondo la respuesta de Trevor: Para cualquier aplicación de optoacoplador, tiene dos circuitos en los que trabajar. Primero, asegúrese de que el lado de la señal (LED infrarrojo del optoacoplador) tenga suficiente corriente para funcionar. Luego calcule que el lado conducido recibe suficiente corriente para operar la carga.
La corriente máxima \ $ I_ {F1} \ $ permitida a través de \ $ D_ {1} \ $ es 50mA (en hoja de datos , Clasificación Máxima Absoluta: Corriente Directa). Elija un valor conveniente la mitad de eso (factor de seguridad de 2): \ $ I_ {F1} = 20mA \ $. La Figura 7 de la hoja de datos muestra que el voltaje directo \ $ V_ {F1} \ approx 1.3V \ $ si se opera a \ $ I_ {F1} = 20mA \ $ y una temperatura ambiente de 25C.
Búsqueda del valor del resistor limitador de corriente para el LED del optoacoplador:
\ $ R_ {1} = \ frac {V_ {1} - V_ {F1}} {I_ {F1}} = \ frac {3.3V - 1.3V} {20mA} = 100 \ Omega \ $
Los LED discretos típicos de 5 mm de diámetro se activan a 20 mA para que sean "lo suficientemente brillantes". La caída de voltaje a través de la carga del LED variará según el color, por lo tanto, consulte su hoja de datos o este gráfico práctico . Supongamos que \ $ D_ {2} \ $ es un LED verde que cae \ $ V_ {F2} = 2.0V \ $ en \ $ I_ {F2} = 20mA \ $. Reorganice su circuito para que \ $ R_ {2} \ $ se alimente desde el terminal positivo de la fuente de voltaje \ $ V_ {2} \ $ para que \ $ V_ {E} \ $ of \ $ Q_ {1} \ $ sea conveniente 0V. Dado que \ $ I_ {F2} = I_ {R2} = I_ {C} = 20mA \ $, y \ $ I_ {F1} = 20mA \ $, La Figura 6 nos da una caída de voltaje de \ $ Q_ {1} \ $ as \ $ V_ {CE} \ approx 1.9V \ $. El voltaje que \ $ R_ {2} \ $ debe descartar es:
\ $ V_ {R2} = V_ {2} - V_ {F2} - V_ {CE} = 3.3V - 2.0V - 1.9V = -0.6V \ $
¡Claramente, no tenemos suficiente voltaje para alimentar el LED!
Hay varias maneras de solucionar esto:
Suponiendo que solo podamos cambiar \ $ I_ {F1} \ $: elija \ $ I_ {F1} = 30mA \ $. La Figura 6 ahora nos da \ $ V_ {CE} = 1.2V \ $: entonces, $ V_ {R} = 3.3V - 2.0V - 1.2V = 0.1V \ $. Eso significa que la resistencia de resistencia limitante es simplemente \ $ R_ {2} = \ frac {0.1V} {I_ {F2}} = 5 \ Omega \ $. Eso es una resistencia \ $ 4.7 \ Omega \ $ o \ $ 3.9 \ Omega \ $ si se usa la serie E12.
Ahora vuelva al lado de la señal y ajuste \ $ R_ {1} \ $. En \ $ I_ {F1} = 30mA \ $, Figure & proporciona \ $ V_ {F1} \ approx 1.35V \ $. Entonces \ $ R_ {1} = \ frac {3.3V - 1.35V} {30mA} = 65 \ Omega \ $. Esa es una resistencia \ $ 56 \ Omega \ $ E12.
Si se ha dado cuenta, ahora estamos operando \ $ D_ {1} \ $ más cerca de sus límites. Además, si \ $ V_ {1} \ $ o \ $ V_ {2} \ $ es una batería, estamos desperdiciando mucha energía. Si podemos minimizar \ $ V_ {CE} \ $ (y \ $ I_ {F1} \ $), podríamos mejorar ambos. Una forma de hacer esto si su aplicación para el optoacoplador es simplemente encender / apagar la carga es usar un optoacoplador de salida FET.
Primero debe determinar cuánto quiere manejar ese LED, es decir, cuántos mA.
Una vez que lo haga, vea las especificaciones del dispositivo para obtener el voltaje directo a esa corriente. Si no tiene acceso a las hojas de especificaciones, establezca esa corriente en el LED y mida la caída hacia adelante y agregue un 10% para una tolerancia.
Supongamos que eligió \ $ I_ {LED} = 15mA \ $ y encuentre la caída de LED de \ $ V_ {LED} = 1.75V \ $
Ahora mire este gráfico en las especificaciones del optoacoplador.
Dice que su unidad LED es de \ $ \ aproximadamente $ 20mA \ $, así que mire esa línea en la tabla.
Busque \ $ 15mA \ $ hacia arriba del eje izquierdo y encuentre dónde cruzó la curva \ $ 20mA \ $ IF. Luego, bájalo al eje inferior.
Eso le da un \ $ V_ {CE} \ approx 0.9V \ $
Esto significa que el voltaje que debe caer a través de la resistencia es ...
\ $ V_R = 3.3 - V_ {LED} - V_ {CE} = 3.3-1.75-0.9 = 0.65V \ $
Resistor requerido = \ $ V_R / I_ {LED} = 0.65 / .015 \ approx 43 \ Omega \ $
Puede conducir hasta 50 mA de corriente de entrada máxima absoluta y 50mA de corriente de corriente, pero el CTR es solo del 50%. para versiones baratas, pero los mejores modelos de sufijo son CTR = 600%
Por lo tanto, para 1.2V IR a alta corriente en la entrada y 2.2V en la salida LED
De la memoria ...
R1 = (3.3 - 1.2) / 40mA = 52 Ohmios aprox.
R2 = (3.3 - 2.2) / 20mA = 55 ohnms
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