Qué es un optoacoplador, funcionamiento y aplicaciones

En este art√≠culo vamos a conocer un componente electr√≥nico no tan conocido, pero con gran utilidad, y no es otro que el optoacoplador.¬†Veremos qu√© es, su funcionamiento, los tipos de optoacopladores que hay, las aplicaciones que tiene,…, en l√≠neas generales tendr√°s las nociones b√°sicas sobre este elemento.

‚ĄĻ ¬ŅQu√© es un optoacoplador?

Un optoacoplador o optoaislador es un componente electr√≥nico de tipo √≥ptico pasivo que est√° dise√Īado para transferir se√Īales el√©ctricas utilizando ondas de luz y as√≠ proporcionar un acoplamiento con aislamiento el√©ctrico entre su entrada y salida.

El prop√≥sito principal de un optoacoplador es proteger al circuito de salida frente a picos de voltajes o tensiones elevadas en su entrada que pueden da√Īar al otro circuito.

Qué es un optoacoplador

Un optoacoplador contiene, por lo general, un LED que convierte la se√Īal el√©ctrica de entrada en luz y un sensor que detecta la luz del LED.

El sensor se trata de un componente optoelectrónico, normalmente un fototransistor o un fototriac, que modula la corriente eléctrica de salida en función de la intensidad lumínica del LED.

En resumidas cuentas, podemos entender al optoacoplador como un dispositivo de transmisi√≥n de se√Īales que a√≠sla el√©ctricamente dos circuitos de manera √≥ptica.

Otro elemento muy com√ļn en el aislamiento de se√Īales es el transformador, sin embargo, √©ste proporciona un aislamiento de car√°cter magn√©tico.

⚙ Cómo funciona un optoacoplador

El funcionamiento de un optoaislador es muy sencillo. Para que funcione, primero se debe de aplicar una corriente a su entrada, lo que hace que el LED emita una luz proporcional a dicha corriente.

Esta luz es transmitida por el encapsulado hasta incidir en el sensor o fotodetector. Si la cantidad de luz alcanza un nivel adecuado, el sensor entrará en saturación permitiendo que la corriente circule por el circuito de salida.

Este dispositivo funciona básicamente como un interruptor, conectando dos circuitos aislados ópticamente. Cuando la corriente deja de fluir a través del LED, el dispositivo fotosensible también deja de conducir y se apaga.

ūüĒó¬†C√≥mo conectar un optoacoplador

Vamos a ver cómo podemos hacer uso de uno de los optoacopladores más conocidos, el 4N25. Primero de todo tenemos que comprobar ciertas características en su datasheet.

Datos importantes:

Entrada:

  • IF (Corriente de funcionamiento) = 60 mA (corriente m√°xima de trabajo)
  • VF (Ca√≠da de tensi√≥n en el diodo) = 1.3 V (para una corriente de 50 mA)
  • VR (Voltaje inverso de rotura) = 6 V
  • PM√°x (Potencia m√°xima a la entrada) = 100 mW

Salida:

  • VCEO (Voltaje de rotura entre emisor y colector) = 70 V
  • IC (Corriente por el colector) = 50 mA¬†(corriente m√°xima de trabajo)
  • PM√°x (Potencia m√°xima a la salida) = 150 mW

Una vez conocido esto, vamos a ver cómo conectar el 4n25. Tenemos dos opciones en función de cuando queramos que se active la salida del circuito secundario.

Primario Activo РSecundario Activo 

En este caso, cuando circule la corriente necesaria por el circuito primario, empezará a conducir el transistor del secundario poniendo en el punto OUT, aproximadamente, la tensión que hay en el colector.

Optoacoplador 4n25 Símbolo 2

Primario Activo РSecundario Apagado 

A diferencia del ejemplo anterior, hasta que no circule la corriente necesaria por el circuito primario, en el punto OUT habrá la tensión IN del secundario menos la caída de tensión en R2. Cuando esté activo el primario, OUT se pondrá a 0 V.

Optoacoplador 4n25 Símbolo 1

Siempre deberemos de calcular R1 en función del voltaje de entrada y la caída en el diodo LED del optoacoplador.

Teniendo, por ejemplo, que VF es de 1.3 V y IF de 50 mA, por tanto, si a la entrada tenemos 5 V, en R1 deber√°n de caer los 3.7 V restantes. Aplicando la Ley de Ohm tenemos que R1 debe ser igual a unos 74 ő©.

‚Ź© Tipos de optoacopladores

Podemos clasificar los optoacopladores en función del dispositivo de salida del componente.

  • Fototransistor: se trata del dispositivo, visto en el ejemplo, formado por un transistor. Algunos de estos son el 4N25 o el 4N35.
  • Fotodarlington:¬†se trata de un fototransistor, pero en configuraci√≥n Darlington.
  • Fototiristor:¬†formado por un tiristor a su salida.
  • Fototriac:¬†formado por un triac a su salida. Unos ejemplos son el MOC3011 o el MOC3021.

Tipos de optoacopladores

‚úÖ Aplicaciones

Los optoacopladores u optoaisladores son utilizados para conmutar dispositivos electr√≥nicos proporcionando el aislamiento el√©ctrico requerido, por ejemplo, entre un dispositivo de control de bajo voltaje como un Arduino o un microcontrolador y una se√Īal de salida de voltaje mucho m√°s alta.

Aparte del aislamiento eléctrico entre dos circuitos, otras aplicaciones comunes son el control de alimentación de DC y AC, las comunicaciones en PC, entre otras.

Víctor González

Ingeniero Técnico en Electrónica Industrial y Automática. Gran interesado en el mundo tecnológico, el marketing digital y el SEO. Piensa 3D me ha permitido unir mis dos principales pasiones: la electrónica y la creación de proyectos online.

7 Comentarios
  1. No entendí mucho está muy técnica la respuesta y no entendí mucho lo que es en realidad la pieza

  2. muy interesante, estoy tratando de colocar un dispositivo que proteja un driver o twiter de corneta de audio, que regule el voltaje maximo de entrada al driver o twiter

  3. me parece muy buen comentario y gran articulo interesante explicacion

  4. Me encanto su publicación, se me ha hecho más fácil interpretar la hoja de datos del componente gracias.

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