Un optoacoplador a veces se llama optoaislador. Es un circuito electrónico que se usa como un interruptor aislado. Sirve para conectar dos circuitos sin riesgo cuando tienen voltajes distintos.
Tiene un LED y un circuito de control que reacciona a la luz infrarroja. La luz del LED controla un fototransistor. Así, mantienen seguros los circuitos eléctricos diferentes porque la única unión es por luz.
Aspectos Clave
- Los optoacopladores son dispositivos optoelectrónicos que aíslan eléctricamente dos circuitos.
- Permiten la interconexión de sistemas con diferentes niveles de tensión sin que las perturbaciones de uno afecten al otro.
- Están compuestos por un LED infrarrojo y un dispositivo de control activado por la luz.
- Ofrecen aislación galvánica entre la entrada y la salida del circuito.
- Tienen diversas aplicaciones en el control de cargas inductivas y de alta potencia.
Introducción a los Optoacopladores
Los optoacopladores son componentes optoelectrónicos. Permiten el aislamiento óptico de dos circuitos eléctricos. Esto es útil para evitar interferencias entre sistemas con diferentes niveles de tensión.
Definición y Propósito Principal
Un optoacoplador tiene dos partes esenciales. Un diodo LED infrarrojo convierte la electricidad en luz. Y un dispositivo de control transforma la luz en electricidad de nuevo. Puede ser un opto-transistor, TRIAC, transistor Darlington, SCR, o compuerta digital.
Componentes Clave de un Optoacoplador
El LED infrarrojo y el dispositivo de control son los componentes fotoacoplados. El LED enciende al dispositivo de control desde lejos. De esta forma, el optoacoplador aísla las señales eléctricas.
Funcionamiento del Optoacoplador
Los optoacopladores cambian señales eléctricas a luminosas y de vuelta a eléctricas. Esto aisla los circuitos de entrada y salida.
Conversión de Señales Eléctricas a Luminosas
Un diodo LED convierte la tensión en luz infrarroja. Esta luz es captada por un fotorreceptor y convierte de nuevo en electricidad.
Aislamiento Eléctrico entre Entrada y Salida
Los optoacopladores ofrecen aislamiento eléctrico. Así, sistemas con tensiones distintas pueden conectarse sin problemas.
Tipos de Optoacopladores
Los optoacopladores tienen tipos diferentes. Depende del control que usan en la salida. Algunos tipos comunes son:
Optoacopladores con Fototransistor
En estos optoacopladores hay un transistor BJT en la salida. Se activa con luz de un diodo LED. Esto crea una conexión aislada entre los circuitos.
Optoacopladores con Fototriac
Los optoacopladores con fototriac usan un triac en la salida. Son buenos para controlar cosas como motores y lámparas que usan corriente alterna.
Optoacopladores con Fototriac de Paso por Cero
Algunos optoacopladores con fototriac tienen algo más. Tienen un circuito para sincronizar el triac con los cruces por cero de la corriente alterna. Esto ayuda a reducir ruidos y picos de tensión al apagar cosas inductivas.
Optoacopladores Comunes
Algunos optoacopladores muy usados son:
4N25 y sus Características
El 4N25 tiene una salida a transistor. Su tensión de saturación es 0.5V y usa 50mA para activarse. Se usa mucho en circuitos optoelectrónicos y dispositivos optoaisladores. Lo quieren por su gran aislamiento óptico y su capacidad con señales de control.
4N35 y su Baja Corriente de Activación
El 4N35 es casi igual al 4N25. Pero solo usa 10mA para activarse. Es bueno en bajo consumo y es muy sensible. Es genial para cuando necesitas aislamiento de señales y componentes fotoacoplados.
PC817 y sus Variantes
El PC817 es también muy popular. Es transistorizado y su voltaje de saturación es más bajo. Es más sensible que el 4N25. Hay distintos tipos como el PC817C, EL817 y FOD817. Cada uno tiene sus propias ventajas en acoplamiento óptico y aislamiento para diferentes usos en opto-semiconductores y opto-electrónica.
Símbolos y Diagramas de Optoacopladores
Los dibujos más usados para optoacopladores son:
- Optoacoplador transistorizado
- Optoacoplador Darlington
- Optotriac
- Optoacoplador con SCR
Estos dibujos explican cómo es por dentro un optoacoplador. Nos enseñan la parte de adentro. Así sabemos de componentes fotoacoplados, acoplamiento óptico, y aislamiento de señales.
Aplicaciones de los Optoacopladores
Los optoacopladores ayudan a aislar distintos circuitos eléctricos. Esto previene que las interferencias de un circuito dañen al otro. Su uso es frecuente en varias áreas.
Aislamiento de Cargas Inductivas
Se usan optoacopladores para proteger cargas inductivas como los motores. Estos pueden causar ruido eléctrico. Al colocar un optoacoplador entre el circuito de control y la carga, se bloquea la propagación del rumor.
Uso con Dispositivos de Mayor Potencia
Para manejar dispositivos de mayor potencia como MOSFETs, triacs o relés, los optoacopladores son esenciales. Así, se mantiene al circuito de control alejado de los altos niveles de tensión y corriente de la carga.
Realimentación en Fuentes Conmutadas
En las fuentes de alimentación conmutadas, los optoacopladores garantizan una buena realimentación. Se encargan de aislar la señal de salida de la entrada. De esta forma, se conservan las ventajas del aislamiento galvánico en los circuitos electrónicos.
Prueba y Verificación de Optoacopladores
Para ver si un optoacoplador funciona bien, usamos un circuito simple. Este tiene una fuente de poder, un botón, y un LED. Al apretar el botón, el LED del optoacoplador se prende. Esto también debería hacer brillar el LED de afuera, mostrando que el optoacoplador está bueno.
Circuito de Prueba para Optoacopladores
Para probar un optoacoplador, hacemos lo siguiente:
- Buscamos los pines de entrada y salida del LED.
- Mandamos el voltaje que dice en las especificaciones.
- Si al activar la entrada, el LED de salida funciona, está bien.
Ventajas y Desventajas de los Optoacopladores
Los optoacopladores tienen ventajas importantes. Son útiles en circuitos optoelectrónicos y dispositivos optoaisladores. Aíslan eléctricamente a la entrada de la salida. Así, evitan que problemas de un circuito dañen a otro. Los ayuda a conectar circuitos con distintos niveles de voltaje.
Ofrecen aislamiento galvánico entre la entrada y la salida. Esto es clave en sitios que necesitan aislamiento de señales. Hace que sean perfectos para opto-electrónica y acoplamiento óptico.
Algunas veces, los optoacopladores tienen limitaciones. No pueden manejar tanta potencia como otros dispositivos. Entonces, se usan con transistores, triacs, o relés para poner y quitar cargas poderosas.
Conclusión
Los optoacopladores ayudan a evitar problemas entre circuitos a distinto voltaje. Convierten señales eléctricas en luminosas y viceversa. Así, se conectan sistemas sin interferencias entre ellos.
Se recomienda su uso donde se tenga que aislar cargas inductivas. También para controlar cosas de alta potencia o para realimentación de fuentes conmutadas. Pero, es importante saber que no pueden manejar mucha potencia solos. Por eso, siempre es bueno usarlos con transistores, triacs o relés. En resumen, los optoacopladores son geniales para el aislamiento eléctrico en muchos tipos de aplicaciones electrónicas.