Folha de dados do MOC3021:configuração e usos

Os circuitos geralmente precisam de maneiras intuitivas de alternar a fonte de alimentação ou proteger outros componentes de baixa tensão. Portanto, um pequeno componente de circuito conhecido como optoacoplador é essencial. Ele transmite corrente elétrica entre circuitos isolados. Também é conhecido como fotoacoplador ou isolador óptico. Você pode encontrar os dispositivos domésticos pretos de quatro ou seis pinos, como seu carregador. Portanto, junte-se a nós para uma visão abrangente do optoacoplador e por que ele é um componente eletrônico tão valioso. Além disso, você pode encontrar o IC e os detalhes que o acompanham em nosso site.

1. O que é um optoacoplador e como ele funciona?

Idealmente, um transistor típico só permitirá o fluxo de corrente quando o disparo acontecer no pino base. No entanto, se você remover cuidadosamente a tampa de um transistor discreto, poderá observar um pequeno fluxo de corrente através do pino emissor. Claro, isso é depois de aplicar uma tensão ao pino coletor.

Assim, a corrente fluirá mesmo que as partes restantes sejam materiais não condutores, como vidro ou plástico.

A tensão perceptível não é devido à aplicação AC, mas fótons na base nua do transistor. Isso significa que a luz induz a condutividade no semicondutor, daí a existência de fototransistores.

Além disso, os fototransistores são transistores de dois terminais (sem o pino base). Eles também vêm em embalagens transparentes.

Comparativamente, eles se parecem com diodos e usam a luz como moeda base. Eles também trabalham com fotodiodos para detectar uma mudança de corrente nos dispositivos, dependendo da intensidade da luz recebida.

Consequentemente, um exemplo prático está em aplicações de indicação de proximidade.

Um optoacoplador tem duas partes para transmitir um sinal elétrico entre dois circuitos. Além disso, os dois circuitos são separados da linha CA para evitar choque elétrico, processo conhecido como isolamento.

（Representação de trabalho do optoacoplador）

As duas partes do isolador óptico são; um diodo emissor de luz interno e um fototransistor que detecta a luz. Em seguida, a comutação acontece dependendo da intensidade da luz recebida. Portanto, um optoacoplador combina um fototransistor e um LED para controlar a tensão de comutação.

Isso explica como ele lida com um elemento de comutação sem contato físico.

Uma entrada de corrente para o acoplador acende o LED, produzindo assim uma luz infravermelha proporcional à tensão de entrada. Então, o transistor inicia seu processo de funcionamento normal na detecção da manhã.

Pode-se conectar um resistor externo ao solo para uma velocidade de comutação mais rápida.

2. Entradas e saídas do optoacoplador

Geralmente, os optoacopladores consistem em um diodo na entrada e um elemento de comutação na saída.

O diodo é emissor de luz; no entanto, você não pode ver a luz por causa da caixa do optoacoplador. Além disso, a luz do diodo é infravermelha, portanto, não é fácil de ver.

O diodo de luz funciona na mesma amplitude de tensão que um LED típico.

A extremidade de saída pode ter um transistor NPN, um TRIAC, um retificador controlado por silício ou até mesmo uma saída completa com capacidade lógica.

Como a corrente de base na saída é impulsionada pela energia da luz, geralmente é baixa.

A baixa tensão de saída de base também diminui o tempo de subida e descida. No entanto, pode-se usar uma saída lógica e um optoacoplador de velocidades correspondentes para remediar isso. No entanto, isso exigirá uma tensão terminal de saída diferente.

（Diagrama de pinagem de um optoacoplador）

A principal vantagem de uma saída de optoacoplador é que ela pode conduzir o isolamento de tensão da tensão de entrada. Assim, ele atua como um switch flutuante, embora não seja de qualidade.

Por exemplo, você pode usar um transistor na extremidade inferior e adicionar um pull-up. Toda vez que o diodo está ligado, ele ativa o transistor para puxar o coletor para baixo.

Além disso, um transistor na extremidade alta mais um resistor entre o terra de saída e o emissor puxaria o emissor para o alto na saída.

No entanto, os optoacopladores comuns têm uma unidade de base limitante que resulta em alta saturação de até um volt inteiro. As velocidades lentas dos optoacopladores e as características de tensão de isolamento são loops de feedback eficientes da fonte de alimentação.

Além disso, a classificação atual não permite fornecer energia como um gerador.

Por outro lado, um optoacoplador pode transferir sinais de forma eficiente entre circuitos sem a ajuda de drivers separados.

3. Folha de dados MOC3021: Recursos e especificações do MOC3021

Existe uma versão do TRIAC de cruzamento de zero optoacoplador, o MOC3021.

Seus diodos emissores de infravermelho contêm arsenieto de gálio e um interruptor bilateral de silício.

Suas outras características são;

• Quando o pico de tensão CA é de 60 Hz por 1 segundo, há uma tensão de pico de isolamento de 7.500 Vca (pk).
• Um intervalo de temperatura ambiente (TA) de -40 a + 85 °C.
• Um intervalo de temperatura de armazenamento (T stg) de -40 a +150 °C
• A dissipação de potência total (PD) com o TA a 25 °C é de 330mW. A duração acima de 25°C é de 4,4m/W°C
• Intervalo de temperatura da junção (TJ) DE -40 a 100 °C.
• A temperatura de solda (TL) por 10 segundos é 260°C

4. Configuração de pinos do MOC3021

PIN	nome do pino	descrição
1	Anodo (A)	pino do ânodo do LED IR. Conecta-se à entrada lógica
2	Catodo (C)	Pino do cátodo do LED IR
4	Terminal 1 principal do TRIAC	TRIAC final dentro do IC
6	Terminal Principal 2 do TRIAC	Outra extremidade TRIAC dentro do IC

Os pinos 3 e 5 não têm conexão.

5. Folha de dados MOC3021: Onde usar o optoacoplador de fototransistor MOC3021

O MOC3021 é uma opção para um optoacoplador que controla aplicações CA por meio de corrente contínua. Mas, temperaturas de operação em altas cargas afetam o desempenho do circuito. Felizmente, o MOC3021 pode suportar altas temperaturas, mantendo assim a qualidade de vida do optoacoplador.

Como um TRIAC aciona sua saída, ele pode causar uma carga de 100V. Isso, somado ao fato de o TRIAC operar em ambas as direções, facilita o controle das cargas AC.

Os recursos de cruzamento zero permitem evitar danos devido a tensões de pico diretas. Ele faz isso iniciando a condução AC. No entanto, isso ocorre depois que a onda CA atinge 0V quando é ligada apenas pela primeira vez. Os tempos de subida e descida decentes também permitem o controle da tensão de saída.

Portanto, o MOC3021 é ideal para controlar cargas de tensão CA maiores em controladores digitais como o MCU/MPU.

Como é possível controlar a saída, também é possível manter a intensidade de luz/velocidade de um motor CA.

Aqui está um vídeo de um projeto envolvendo o optoacoplador.

6. Folha de dados MOC3021: Como usar o MOC3021

A limitação de corrente do MOC3021 não permite que ele acione cargas de tensão diretamente. Como um TRIAC, ele requer outro interruptor de alimentação que forneça corrente suficiente para mover as cargas.

Notavelmente, nesta configuração, o optoacoplador atua como um controlador.

Além disso, o MOC3021 alterna as cargas ligando ou desligando o LED. Alternativamente, os sinais PWM também podem ajudar a mudar o LED, portanto, o TRIAC. Uma vez ligado, o TRIAC pode controlar o brilho e a velocidade da carga.

A velocidade de comutação do fotoacoplador é um fator essencial na comutação de cargas CA. A velocidade depende da amplitude da tensão e da temperatura ambiente de operação do fotoacoplador.

（Diagrama de interface MOC3021）

7. Aplicações da folha de dados MOC3021

O uso geral do MOC3021 é controlar um aparelho AC. Portanto, é útil em;

• Controle de energia CA/CC
• Controle de velocidade do motor CA
• Dimmers de luz CA
• Luzes estroboscópicas
• Usando MCU/MPU para controlar cargas CA
• Circuitos de acoplamento de ruído

（Luzes estroboscópicas da sirene )

8. Folha de dados MOC3021: O equivalente ao MOC3021

Alternativamente, pode-se usar os seguintes optoacopladores como substitutos do MOC3021.

• FOD3180 (MOSFET de alta velocidade)
• MCT2E (transistor diferente de zero)
• MOC3041 (TRIAC diferente de zero) 

Conclusão

Um optoacoplador é um gadget interessante, especialmente sua implementação em vários dispositivos. Esperamos que as ilustrações acima melhorem sua compreensão do gadget. Se você tiver dúvidas ou precisar de ajuda, entre em contato através do nosso site.