Interface Óptica de Potência (ART2063)

Escrito por Newton C Braga

Dois problemas principais envolvem o disparo de Triacs a partir de circuitos lógicos: O primeiro, e talvez o mais importante é a segurança, já que a comporta do Triac e um dos eletrodos que deve ser usado como referência não são isolados na rede e no circuito de controle podem aparecer tensões perigosas. Neste artigo mostramos como contornar este problema e outros que podem ocorrer.

O segundo é o referente ao ruído que é gerado na comutação e que pode retomar ao circuito de controle causando instabilidades de funcionamento. Para evitar os dois problemas podemos contar com um dispositivo muito interessante e útil que o opto-disparador que contém em seu interior um opto-diac, conforme mostra a figura 1.

 

   Figura 1 – O opto-disparador
Figura 1 – O opto-disparador

 

Este dispositivo contém um diodo emissor de radiação infravermelha a qual incide diretamente sobre um opto-diac. As características deste opto-diac são tais que permitem seu uso diretamente no disparo de um Triac.

O tipo MOC3010 é indicadopara a rede de 110 V enquanto que o tipo MOC3020 é indicado para o disparo de Triacs na rede de 220 V.

Como o acoplamento do sinal se faz por vias ópticas o isolamento do circuito de disparo do Triac é total.

Isso dá a necessária segurança e impede que ruídos se propaguem de um circuito para outro.

As características do disparador facilitam seu uso diretamente na saída de circuitos lógicos digitais e mesmo de microprocessadores.

Na figura 2 temos a maneira típica de se fazer este interfaceamento.

 

   Figura 2 – Interfaceamento do acoplador
Figura 2 – Interfaceamento do acoplador

 

Observamos que o LED emissor infravermelho precisa de uma corrente mínima de 15 mA para que ocorra o disparo do Diac.

Isso precisa ser garantido pelo circuito excitador.

No nosso aplicativo, os valores de R1 e R2 dependem do opto-acoplador usado e portanto da tensão da rede de alimentação.

O triac deve ser especificado de acordo com a corrente da carga e a tensão da rede. Tipos da série TlC206 com correntes de 4 A e mais podem ser usados conforme a seguinte relação:

TIC206 - 4 A

TlC216 - 6 A

TlC226 – 8 A

TIC236 -12 A

TIC246 - 16 A

 

O sufixo indica a tensão da rede. Teos o sufixo B para a rede de 110 V e sufixo D para a rede de 220 V.

A alimentação para o opto disparador vem de um divisor de tensão formado por dois resistores, e temos ainda um filtro que evita a propagação pela linha dos ruídos de comutação.

Este filtro tem por base L1, C2, C3 e R3. L1 é um choque enrolado num bastão de ferrite segundo informações que daremos na parte construtiva.

O circuito completo do aparelho é mostrado na figura 3.

 

   Figura 3 – Diagrama completo do aparelho.
Figura 3 – Diagrama completo do aparelho.

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

 

   Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

Para o acoplador óptico pode ser usado um soquete DIL de 4 pinos, já que não são fáceis de obter os de 3, caso em que encaixamos ao componente deixando dois terminais livres.

As trilhas para os eletrodos de disparo e elementos de menor potência do triac são finas, mas para conexões de maior corrente recomendamos o uso de tios grossos.

C2 e C3 devem ser de poliéster com tensão de trabalho de pelo menos 250 V se a rede for de 110 Ve 400 V se a rede for de 220 V.

L1 é formada por 20 ou 30 voltas de tio comum de ligação num bastão de ferrite de 0,8 a 1 cm de diâmetro e comprimento entre 10 e 20 cm.

A grossura do fio depende da intensidade da corrente que o circuito deve controlar.

Será interessante dotar a linha de alimentação de um fusível apropriado para maior segurança.

O Triac deve ser montado num bom radiador de calor, principalmente se operar nos limites de sua potência.

Para provar o aparelho, basta ligá-lo à rede e como carga uma lâmpada ou qualquer outro dispositivo, de preferência resistivo.

Excitando o LED do acoplador deve haver o disparo do Triac.

Para excitar com 6 V (4 pilhas) basta li gato positivo das pilhas ao pino 1 em série com um resistor de 470 ohms e o negativo ao pino 2 do acoplador.

Comprovado o funcionamento é só usar a unidade.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - MOC3010 (110 V) ou MOC3020 (220 v) - acoplador óptico com dlac

Triac - TlC206, 216, 226, etc. - Triac com sufixo conforme a rede de alimentação

 

Resistores: (1/4 W salvo Indicação em contrário)

R1 - 180 ohms (110 V) ou 360 ohms (220 V)

R2 - 470 ohms (110 V) ou 2,2 k ohms (220 V)

R3 - 100 ohms x 1 W

 

Capacitores: (poliéster 200/400 V)

C1, C2, C3- 100 nF

 

Diversos:

L1 - bobina - ver texto

Placa de circuito impresso, soquete para o Integrado, radiador de calor para o Triac, fios, solda, etc.