Descrevemos um relé de estado sólido usando um Opto-Diac que permite o disparo de um Triac num sistema simples e eficiente de cargas de alta potência com total isolamento. O circuito possui características de entrada que permitem sua utilização numa ampla gama de aplicações práticas.
O controle de cargas de alta potência com dispositivo de estado sólido como Triacs e SCRs tem o inconveniente da falta de isolamento que pode por em perigo a integridade dos circuitos mais delicados.
Assim, no controle de cargas de alta potência, com altas tensões de alimentação ouso de relés mecânicos comuns é sempre observado com mais afinidade em vista de segurança que estes dispositivos trazem.
No entanto, novos componentes, como os opto-acopladores que permitem o disparo direto de Triacs podem substituir estes relés com a mesma segurança pois permitem o completo isolamento de Um circuito de controle da carga alimentada.
No caso,descrevemos um relé de estado sólido que usa um desses opto-acopladores, um opto-diac que pode disparar diretamente um Triac com total isolamento.
Podemos usar com segurança este circuito nas seguintes aplicações:
- Interfaces de controle entre microcomputadores e dispositivos de automação industrial
- Robótica
- Equipamentos médicos
- Alarmes
CARACTERÍSTICAS
- Tensão de alimentação: 6 a 12 V
- Corrente: 60 mA
- Tensão de isolamento: 7500 volts
- Tensão de carga: 110/220 Vca
- Sensibilidade ao disparo: 0,05 mA
- Tensão de disparo: 0,7 volts
COMO FUNCIONA
O circuito se baseia num Opto-Diac da Motorola, o MOC3020 que é fornecido em invólucro DlL de 6 pinos, conforme mostra a figura 1.
Como podemos ver, na parte de controle temos um diodo emissor de luz infravermelho operando de modo a excitar diretamente um opto-diac.
O opto-diac ao receber um estímulo luminoso dispara produzindo um pulso capaz de disparar um Triac.
Este diac possui uma tensão máxima desligada de 400 V o que permite sua alimentação diretamente a partir da rede, e no disparo, sua corrente máxima é de 1 A.
O que fazemos em nosso projeto é dar duas opções de alimentação para o LED emissor.
Numa primeira opção que pode ser usada para um controle a partir de um circuito lógico (TTL, por exemplo), interligamos A e B usamos para R1 resistor de 470 ohms (figura 2).
Nestas condições pulsos além de uma saída TTL podem levar o triac ao disparo.
Numa segunda opção podemos usar sinais de controle mais fracos, aplicando-os à base de um transistor.
Alimentamos então o terminal A com uma tensão de 6 a 12 V (os valores de R1 para as tensões extremas são dados no diagrama) e aplicamos o sinal de controle em B.
O diac é ligado diretamente na comporta de um Triac.
A escolha do Triac deve ser feita de acordo com a corrente que se deseja controlar e também a tensão da rede.
R5 e C2 amortecem os pulsos de comutação principalmente com cargas indutivas. R3 e R4 dependem da tensão da rede, podendo eventualmente ser reduzidos com triacs menos sensíveis.
MONTAGEM
Na figura 3 temos o nosso circuito de relé de estado sólido com opto-acoplador.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.
O MOC3020 pode ser instalado num soquete DlL de 8 pinos, deixando- se 2 deles livres.
O Triac deve ser dotado de radiador de calor de acordo com sua potência e as trilhas que Vão aos terminais principais devem ser largas em vista da corrente controlada.
Os resistores são de 1/8 W ou mais e os capacitores C1 e 02 são de poliéster com uma tensão de trabalho de pelo menos 200 V se a rede for de 110 V e 400 V se a rede for de 220 V.
O valor de R1 deve ser dimensionado de acordo com a tensão em A.
O foto-acoplador precisa de pelo menos 10 mA no diodo emissor de luz, sob 3 V de tensão.
O Triac deve ter uma tensão de trabalho de 200 V se a rede for de 11oV e 400 V se a rede for de 220 V.
O sufixo B para os da Texas indicam 200 V e sufixo D indicam 400 V.
Temos então os tipos TIC226, TIC236 e TIC246 como possíveis de serem usados neste projeto.
PROVA E USO
Basta ligar uma carga no circuito como por exemplo uma lâmpada incandescente.
Depois, aplicamos entre A e C uma tensão de 6 ou 12 V conforme o valor de R1.
Encostando por um momento um fio que interligue A e B o disparo do Triac deve ocorrer, ativando a carga.
Para usar, temos a entrada direta de sinais em A, bastando para isso interligar A e B.
Para sinais fracos, alimentamos A com a tensão escolhida, e aplicamos o sinal de controle em B.
Para uma interface mais complexa pode ser usada uma fonte comum alimentando diversos módulos que serão montados numa mesma placa de circuito impresso.
Q1 - BC548 - transistor NPN de uso geral
CI-1 - MOC3020 - opto-acoplador Motorola
Triac - TIC226 - ou equivalente
R1 - 470 ohms ou 1 k ohms - resistor – ver texto
R2 - 4,7 k ohms - resistor (amarelo, violeta, vermelho)
R3 - 330 ohms - resistor (laranja, laranja, marrom)
R4 - 470 ohms - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R5 - 47 ohms - resistor (amarelo, violeta, preto)
C1 - 100 nF - capacitor de poliéster para 200 V ou 400 V
C2 - 47 nF - capacitor de poliéster para 200 V ou 400 V
Diversos: placa de circuito impresso, radiador de calor para Triac, soquete DIL de 8 pinos (ou 6 pinos), caixa para montagem (opcional), fios, solda, etc.
