24V a optocopler (caída de voltaje de 22.8V)

Si el IRLED en su opto baja 1.2V con 20mA a través de él, entonces el valor de la resistencia del balasto debe ser:

$$ R = \ frac {V_ {IN} - V_ {LED}} {I_ {LED}} = \ frac {22.8V} {0.02A} = 1140 \ text {ohms} $$

1100 ohmios es un valor estándar de E24, permitirá

$$ I = \ frac {V_ {IN} - V_ {LED}} {R} = \ frac {22.8V} {1100 \ Omega} \ approx 21 \ text {milliamperes} $$

a través del LED, y se disipará

$$ P = I ^ 2R = 0.00044 \ times 1100 \ Omega \ approx 0.5 \ text {watt} $$

Yo usaría una resistencia de 1 vatio, y si quieres ir a través del agujero, aquí hay un enlace .

Si desea montar en superficie, aquí hay un enlace a algo que debería funcionar en tu temperatura ambiente.

También, he extraído la curva de reducción para las resistencias de montaje en superficie y parece que a unos 110 ° C, o sea que la unidad de 1 vatio puede disipar la mitad de un vatio.

Una resistencia de 4.7k colocará alrededor de 5 mA en tu opto.

Si cambia eso a 10k, pondrá aproximadamente 2.5mA en el opto, y obtendrá la mitad de la opción de 4.7k.

Si 2.5mA es suficiente para su aplicación, entonces use 10k en su lugar. D1 aumenta el calentamiento en R1 para cualquier corriente opto dada.

Como el problema fundamental es tener suficiente corriente en el opto para hacer que funcione, y un calentamiento lo suficientemente bajo en la resistencia con gotero, lo único que puede hacer, sin hacer algo muy complicado, es a) elegir la resistencia de mayor valor Es posible que aún le ofrezca suficiente corriente óptica, y luego b) si la resistencia se calienta demasiado, divídala físicamente en varias resistencias en serie.

Si su led está tomando 1,2 V, entonces tiene que perder 22,8 V sobre una resistencia. El valor de la resistencia depende de la corriente requerida por el led dentro del acoplador óptico. (mira en la hoja de especificaciones). Tomemos 20 mA. Entonces la resistencia de serie necesaria sería 1,14 Kohm. Tome tres resistencias de 3,3 kOhm y conéctelos en paralelo y obtendrá 1,1 KOhm. El led ahora recibirá 20,72 mA. Es correcto. La disipación total sería de 0,472 vatios en tres resistencias. Así que si tomas tres resistencias de 0,25 vatios. Seleccione una resistencia que sea fácil de manejar la energía. Si la resistencia es demasiado pequeña, se calentará mucho. El problema que tenía debía provenir de una resistencia pequeña (no en valor sino en vatios), no de la cantidad total de energía disipada.

Siguiendo el cálculo, puede intentar reducir la corriente que fluye hacia el led y recalcular el valor del resistor. Asegúrese de que las resistencias simples, en serie o en paralelo sean capaces de manejar la disipación.

Ya sea que use una resistencia Zener + o una resistencia o un circuito de corriente constante lineal, el calentamiento total será exactamente el mismo para la misma corriente de LED.

Para reducir la disipación de energía, puede especificar un mejor optoacoplador que tenga una mayor tasa de transferencia de corriente. No olvide tener en cuenta la temperatura y el envejecimiento, por lo que podría utilizar un 50-100% más de corriente que la corriente de funcionamiento mínima garantizada a 25 ° C.

También es posible utilizar una fuente de conmutación para reducir la disipación de energía, pero eso sería un poco tonto.

Si selecciona un optoacoplador con 100% CTR a 1 mA y lo ejecuta a 2 mA con, por ejemplo, la corriente del colector de 100 uA en el transistor, tendrá tiempos de subida y caída aún inferiores al milisegundo y puede usar una resistencia de 10 K o 11 K , disipando solo 50mW. Usando un diseño menos conservador, fácilmente podría reducir a la mitad eso.

Por cierto, 4.7K solo disipa 112mW o menos, lo que debería ser tolerable en un ambiente de 50 ° C usando una resistencia 1206. Lea la hoja de datos, pero generalmente un estándar de 1206 disipará un máximo de 250 mW a 70 ° C, con la resistencia en funcionamiento a 155 ° C en esas condiciones. A la mitad de la potencia máxima debería ser razonablemente confiable. Hay versiones de alta potencia que disiparán 1/3-W o más, pero tiendo a dividirlo en dos resistores de igual valor en lugar de usar una pieza especial.

Asegúrese de dejar un margen adecuado para el opto. Las altas temperaturas causarán más problemas allí que para una parte pasiva simple como una resistencia que funciona bien dentro de los valores nominales.

No, esta no es una buena solución. La pinza Zener en su circuito no hace nada útil. En general, causará más disipación que solo una resistencia en serie con el LED.

Dijo que el LED cae 1.2 V cuando está encendido, pero no a qué corriente desea ejecutarlo. Digamos 1 mA para escoger algo. Incluso con un CTR (índice de transferencia actual), todavía tienes mucha capacidad actual en la salida para controlar algo así como un pullup bajo de 10 kΩ.

Con 24 V aplicados y el LED bajando 1.2 V, otra cosa debe eliminar los 22.8 V. restantes. También sabemos que la corriente debe ser de aproximadamente 1 mA. Dada una tensión y una corriente deseada, podemos calcular la resistencia que permitiría que esa corriente fluya: (22.8 V) / (1 mA) = 22.8 kΩ. El valor común de 20 kΩ funcionará bien.

Ahora que hemos seleccionado un valor, veamos a qué se derivan los otros parámetros. (22.8 V) / (20 kΩ) = 1.14 mA, que es suficiente para controlar el LED como se explicó anteriormente. La potencia disipada por la resistencia es (22.8 V) ² / (20 kΩ) = 26 mW. Eso es tan poco que le costará notar un aumento de temperatura en un paquete 0805 con su dedo, y ciertamente está bien dentro de las especificaciones, incluso para una resistencia pequeña.

Aquí está el circuito general del que estoy hablando:

Este optoacoplador en particular tiene un CTR de 3. Eso significa que con 1.14 mA en, puede soportar hasta 3.4 mA en la salida. Incluso con 5 V en el otro extremo de un pullup, este circuito solo requiere una capacidad de salida de 500 µA. Puede hacer esto al revés y ver qué tan bajo puede ser soportado un pullup: (5 V) / (3.4 mA) = 1.5 kΩ. Un pullup de 2 kΩ, por ejemplo, estaría bien dentro de las especificaciones aquí.

Dado que está intentando detectar un evento que dura 1 segundo, una recuperación mayor como 10 kΩ o lo que sea que esté integrado en su microcontrolador debería funcionar bien. Si la sincronización de los bordes es inferior a 20 µs, entonces necesita usar un opto-acoplador diferente, que probablemente tendrá un CTR más bajo.