Waldyr Souto
A
cada dia que passa percebo um aumento considerável na utilização de
foto-acopladores em aparelhos eletrônicos, dos mais diversos tipos, e de novas
configurações no que diz respeito à maneira como eles são ligados aos circuitos
e componentes associados. Por outro lado, percebo também que este é um dos
componentes sobre o qual os técnicos mais reúnem dúvidas a respeito, resultando
em trocas desnecessárias e até desastrosas.
O
objetivo da minha matéria deste mês é trazer aos leitores algumas informações
importantes sobre os Foto-acopladores, para que eles possam compreender melhor
seus defeitos, seus testes e substituições.
O
foto-acoplador ou Acoplador Ótico é um dispositivo que permite interligar dois
setores sem uso de ligação física entre eles, ou seja, a transferência de
sinais é feita através de luz, o que permite a isolação entre os setores que
poderão assim ter alimentações e até terras diferentes.
O acoplamento ótico acontece
dentro de um chip, onde um Diodo Emissor de Luz envia sua luz para um elemento
foto sensível que, na maioria das vezes, é um foto-transistor.
Veja a figura 1.
Entretanto, nos últimos anos surgiram
diversos tipos de foto acopladores que utilizam-se de Diodos, Tiristores,
Triacs e até Resistores como elementos foto sensíveis. Veja as figuras 2,
3 e 4.
Figura2
Quando este
dispositivo foto sensível recebe a luz do diodo
emissor, a resistência entre seus terminais diminui, afetando assim o
funcionamento do circuito do setor receptor.
Figura3 Figura4
As características mais
importantes de um foto-acoplador são: Isolação, corrente diódica e corrente de
saída.
A isolação é a máxima
diferença de potencial que pode existir entre o circuito onde está ligado o
fotodiodo e o circuito onde está ligado o elemento de saída. Os
foto-acopladores apresentam isolações bem altas, geralmente acima de 500 volts.
A corrente diódica é a
corrente aplicada ao foto-diodo e a corrente de saída é a corrente obtida na
saída do foto-acoplador.
Por exemplo, uma corrente
típica de saída em um foto-acoplador com transistor comum é ~= 2mA
para uma corrente
diódica de 10 mA. A tensão de
isolação varia entre 500 e 5000 V.
No foto-acoplador Darlington, uma
corrente de saída típica é de 30
a 60 mA para uma corrente diódica de 10 mA.
A corrente diódica requerida
para ativar um foto-acoplador à TRIAC varia entre 5 e 30 mA, para uma corrente
de saída em torno de 2 mA. A tensão de isolação típica nesses foto-acopladores ultrapassa
os 5000 V.
O foto acoplador é utilizado
em diversas situações no ramo da eletrônica, como é o caso de algumas entradas
AV de televisão que usa o foto-acoplador para isolar o conector externo dos
circuitos internos da TV para proteger o usuário contra choques elétricos e
prevenir também confrontos indesejáveis de fases entre a TV e o equipamento que
está sendo conectado a ela. Mas, talvez
o encontremos mais em
Fontes Chaveadas , devido a ser uma ótima solução para
interligar o seu secundário ao primário, que possuem terras e potenciais diferentes.
Veja a figura 5
A
tensão V4 disponível no secundário é utilizada também como referência para o
controle de todas as demais tensões da fonte. Observe que essa tensão é
aplicada ao LED interno do foto acoplador para gerar uma corrente diódica tal que,
por sua vez, excite necessariamente o foto-transistor. O foto-transistor, ao
conduzir, aplica mais voltagem ao pino de controle do IC 1 que altera a frequência
de chaveamento do mosfet Q1, corrigindo assim todas as tensões induzidas no
secundário.
Observe
que o terra do primário é diferente do terra do secundário e, como os
potenciais também são bem diferentes, o uso de um foto acoplador foi a melhor
solução para estabelecer uma separação física entre os dois setores.
Em
caso de consertos, para saber se o foto acoplador está com defeito, podemos
testá-lo ou trocá-lo por um novo.
A
maioria dos colegas utiliza-se de dois ohmímetros analógicos para fazer o
teste. Basta ligar um ohmímetro no foto-diodo, usando a escala de RX1 e o outro
no foto-transistor, utilizando a escala de RX1K. Ao polarizar o foto-diodo
diretamente com um dos ohmímetros, o outro ohmímetro ligado ao transistor
acusará uma considerável redução de resistência, desde que esteja polarizado
corretamente.
É
possível também utilizar apenas um ohmímetro, substituindo-se o primeiro por
duas pilhas ( 3 volts ) ligadas em série com um resistor de 47 ohms.
É
claro que o melhor teste é mesmo substituí-lo por um novo. Neste caso, uma
outra dificuldade surge para o técnico: conseguir um foto-acoplador igual no
mercado. O mercado comum não oferece uma boa variedade de opções.
Existem
casos em que o foto acoplador pode ser substituído por outro até diferente,
mas, em fontes chaveadas, o foto acoplador representa um elemento crítico e
deve, portanto, ser substituído por outro idêntico ou equivalente bem próximo.
Em
caso de dificuldade, aconselho recorrer aos sucateiros de plantão.
A
Asfeteb é uma associação de técnicos que atua também nesta área, ajudando na
localização dos componentes de sucata, consultando todo o grupo para auxiliar
quem está precisando.
Os
foto-acopladores abrem um universo de estudos que precisaria de muitas matérias
como esta para se esgotar, mas, espero ter ajudado aqueles que ainda reuniam
dúvidas básicas sobre esses componentes.
E, para
quem deseja colaborar com a nossa classe profissional e zelar pela Asfeteb, obtendo
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Waldyr
Souto Maior é professor de eletrônica na ESATE, possui cursos no exterior, é
autor de alguns livros técnicos e é vice-presidente da Asfeteb (Associação
Federal dos Técnicos em Eletroeletrônica do Brasil: esate.asfeteb@ig.com.br).
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