Оптосимистор: параметры и схемы подключения
Оптосимисторы относятся к виду оптронов. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.
Данные радиокомпоненты построены с применением арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. Этот переключатель имеет в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль переменного напряжения нагрузки.
Оптосимисторы необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой с низким уровнем напряжения.
Оптосимисторы, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе и имеют шесть контактов. Их внутренняя схема, параметры, а так же распиновки, показаны ниже.
 |
 |
|||
Рис.1 Оптосимистор.
 |
 |
Рис.2 Оптосимистор со "схемой контроля перехода через ноль" (Zero Crossing Circuit).
Рис.3. Распиновка оптосимистора.
Расчет параметра резистора Rin. Вычисление сопротивления данного резистора производим с учетом наименьшего прямого тока ИК светодиода, обеспечивающего открытие симистора. Таким образом,
$$R_{in}=\frac{\left ( V_{cc} -1.5 \right )}{I_{F}}$$
Для схемы имеющей питание 5В с прямым током светодиода \(I_{F}\) приблизительно равным 15мА, Rin будет равно:
$$R_{in}=\frac{\left ( 5V -1.5V \right )}{15\cdot 10^{-3}}=233.33\Omega $$
Рис.4 Типовая схема включения.
Расчет параметра сопротивления R6 (Рис.4).
Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Увеличение данного параметра выводит из строя оптрон. Следовательно, нужно вычислить сопротивление, чтобы при наибольшем напряжении сети (к примеру, 220 В) ток не был больше максимально допустимого параметра.
Для примера возьмем максимально-допустимый ток в 1А, тогда сопротивление будет равно:
R6=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.
Нужно иметь в виду, что слишком большое сопротивление данного резистора может оказать нарушение в стабильности включения оптосимистора.
Расчет параметра сопротивления R7 (Рис.4).
Резистор R7 подключается, только если электрод симистора имеет повышенную чувствительность. Как правило, сопротивление R7 находится в диапазоне от 100 Ом до 5 кОм.
В случае если в управляемой нагрузке есть индуктивная составляющая, то необходимо применять схему подключения с защитой силового симистора и оптосимистора.
Схема подключения индуктивной нагрузки к оптосимистору
Сигнал, поступающий от оптосимистора на управляющий электрод симистора нагрузки, нужен только для его открывания. При большой частоте переключения коммутируемого напряжения, возникает большая вероятность спонтанного включения управляемого симистора, даже если отсутствует сигнал управления.
Факторами ложных срабатываний могут быть выбросы напряжения при включении ключа, подключенного к индуктивной нагрузке, импульсные помехи в линиях питания нагрузки. Действенный способ устранения данных неприятных моментов – применение в схеме снабберной (демпфирующей) RC – цепочки, которая подключается параллельно выходу ключевого блока.
Конденсатор в снабберной RC-цепи — металлопленочный с номиналом от 0,01 до 0,1 мкФ, сопротивление резистора составляет 20…500 Ом. Данные параметры элементов необходимо рассматривать исключительно в качестве приблизительных величин.
