Fototriac
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Fototriac: Pertenecen a la familia de los optoacopladores, la diferencia esta en la utilización de un triac en vez del transistor que se utiliza internamente en este tipo de componente. Por tanto un TRIAC o Tríodo para Corriente alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los transistores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional.
Sumario
Triac
Los TRIACs acoplados óptimamente combinan un diodo emisor de luz (LED) con un TRIAC foto-detector (foto-TRIAC) dentro de un mismo encapsulado opaco. Al no existir conexión eléctrica entre la entrada y la salida, el acoplo es unidireccional (LED al foto-TRIAC) y permite un aislamiento eléctrico entre ambos dispositivos de hasta 7500 V (typ).
Además, algunos foto-TRIAC incluyen un circuito de detección de paso por lo que permite sincronizar señales de la red eléctrica con señales de control del LED para ajustar el ángulo de conducción.
Como ejemplo de estos circuitos se encuentra el MOC3009 (Motorola) que necesita una corriente en el LED de 30mA para disparar el foto-TRIAC o el MOC3021 (Motorola) que únicamente requiere 10mA. Cuando el LED está apagado, el foto-TRIAC está bloqueado conduciendo una pequeña corriente de fuga denominada IDRM (peak-blocking current). Cuando el diodo conduce, dispara al foto-TRIAC pudiendo circular entre 100mA y 1A.
Al no ser un dispositivo que soporte grandes niveles de potencia, el propio foto-TRIAC en muchos casos actúa sobre el control de un TRIAC de mucho mayor potencia.
En este circuito, una señal digital (por ejemplo, una señal de un microcomputador) activa el opto-acoplador que a su vez activa el TRIAC de potencia conectado a la red eléctrica; el valor de R está comprendido entre 50 y 500 ohmios.
Foto Triac
Los fototriacs consisten en un LED infrarrojo y un fototriac encapsulados juntos. Ambos están acoplados ópticamente por medio de un material transparente y aislante. Existen dos tipos de fototriacs: con o sin zero-crossing. Este circuito tiene como efecto que el fototriac solamente esté activo mientras la tensión alterna pasa por el valor cero.
Propiedades
- Encapsulados DIL, SMD y Mini-flat (SOP)
- Normas UL y VDE
- Corriente de disparo IFT= 5-15 mA
- Tensión de pico Vpeak = 400 – 800 V
Optoacopladores
La razón de transferencia de corriente (CTR) La razón de transferencia de corriente (CTR) de un optó acoplador es la proporción del valor de la corriente de salida a la corriente de entrada. El CTR es un parámetro equivalente al hFE, factor de amplificación de un transistor. El CTR es uno de las características más importantes de los optoacoples, así como el aislamiento de voltaje. En el diseño el CTR debe ser considerado en primer lugar pues el CTR.
- Es dependiente de la corriente directa If que fluye en el LED.
- Lo afecta los cambios en la temperatura ambiente, y varía conforme el tiempo pasa.
Características eléctricas
Existen muchas situaciones en las cuales se necesita transmitir información entre circuitos conmutadores aislados eléctricamente uno del otro. Este aislamiento (aislamiento galvánico) ha sido comúnmente provisto por relés o transformadores de aislamiento. Existen sin embargo en el mercado otros dispositivos capaces de proporcionar el aislamiento requerido, los cuales son muy efectivos para solucionar este tipo de situaciones.
Estos dispositivos se llaman optoacopladores, los optoacopladores son más necesarios en situaciones donde se desea protección contra altos voltajes y aislamiento de ruidos, así como cuando el tamaño de dispositivo es un factor a considerar.
Al realizar un acople entre dos sistemas mediante la transmisión de energía radiante (fotones), se elimina la necesidad de una tierra común, es decir que ambas partes acopladas pueden tener diferente voltajes de referencia, lo cual constituye la principal ventaja de los optoacopladores.
La señal de entrada es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotorreceptor. Los optoacopladores son capaces de convertir una señal eléctrica en una señal luminosa modulada y volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran ventaja de un optó acoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida.
Los fotoemisores que se emplean en los optoacopladores de potencia son diodos que emiten rayos infrarrojos (IRED) y los fotorreceptores pueden ser tiristores o transistores.
Cuando aparece una tensión sobre los terminales del diodo IRED, este emite un haz de rayos infrarrojo que transmite a través de una pequeña guía-ondas de plástico o cristal hacia el fotorreceptor. La energía luminosa que incide sobre el fotorreceptor hace que este genere una tensión eléctrica a su salida. Este responde a las señales de entrada, que podrían ser pulsos de tensión.
Para utilizar completamente las características ofrecidas por un optóacoplador es necesario que el diseñador tenga conocimiento de las mismas. Las diferentes características entre las familias son atribuidas principalmente a la diferencia en la construcción.
Características más usadas por los diseñadores
- Aislamiento de alto voltaje. El aislamiento de alto voltaje entre las entradas y las salidas es obtenido por el separador físico entre el emisor y el sensor. Este aislamiento es posiblemente el más importante avance de los optoacopladores. Estos dispositivos pueden resistir grandes diferencias de potencial, dependiendo del tipo de acople medio y la construcción del empaquetado. El vidrio IR separa el emisor y el sensor en el TIL1027TIL103 Y TIL1207TIL121 tienen una capacidad de aislamiento de 1000 voltios, la resistencia de aislamiento es mayor que 10E12 omhios.
- Aislamiento de ruido: El ruido eléctrico en señales digitales recibidas en la entrada de el optó acoplador es aislado desde la salida por el acople medio, desde el diodo de entrada el ruido de modo común es rechazado.
- Ganancia de corriente: La ganancia de corriente de un optó acoplador es en gran medida determinada por la eficiencia de los sensores npn y por el tipo de transmisión media usado. Para el TIL103 ganancia de corriente es mayor que uno, el cual en algunos casos elimina la necesidad de amplificadores de corriente en la salida. Sin embargo ambos el TIL102/TIL103 y el TIL120/TIL121, tienen niveles de salida de corriente que son compatibles con las entradas de circuitos integrados como 54/74TTL. Las gráficas 3 y 4 muestran la relación entre la corriente de entrada y de salida típica proporcionado por el fabricante.
- Tamaño: Las dimensiones de estos dispositivos permiten ser usados en tarjetas impresas estándares. Los empaquetados de los optoacopladores son por lo general del tamaño del que tienen los transistores.
Fuentes
- ABC del Joven Radiotécnico
- Electrónicacompleta
