INTRO
Con una tensione logica, ad esempio 0-5V possibile controllare una tensione molto elevata, come la tensione di rete a 230Vrms, grazie a due soluzioni, la prima è usare un normale relè, la seconda è usare un Triac e un fotoaccoppiatore realizzando un relè a stato solido.
I relè a stato solido non hanno bobine o parti in movimento, sono realizzati con solo dispositivi a semiconduttori ed elementi passivi. Non avendo parti in movimento, se ben progettati, i relè a stato solido resistono a lunghissime ore di funzionamento con un elevatissimo numero di commutazioni.
D’altro canto i relè classici si rompono dopo un certo numero di commutazioni e inoltre il contatto si può ossidare dopo alcuni anni annullando completamente o in parte il funzionamento del sistema.
Per questi motivi i relè a stato solido sono preferiti in un progetto di alto livello.
Nel seguente articolo vengono presentati due relè a stato solido, il primo con un opto-isolatore di tipo fototransistor, il secondo con un opto-isolatore di tipo fotodiac.
RELÈ A STATO SOLIDO CON FOTOTRANSISTOR
Lo schema è il seguente:
Il fototransistor viene attivato da un diodo interni al fotoaccoppiatore e questo diodo viene acceso da una tensione logica che varia tra 0 e 5V. La tensione logica può anche essere maggiore ma bisogna variare R1.
Se il fototransistor è acceso allora Q1 conduce vista la configurazione Darlington, se Q1 conduce la tensione ai capi di D3, D2 e R2 è pari alla tensione del ponte di diodi, ovvero 1.4V più la VCE di Q1. In questa condizione D3 per la semionda negativa e D2 quando vi è la semionda positiva, non conducono e quindi non fanno passare la corrente di gate per accendere il Triac.
Se il fototranistor è spento (tensione logica a livello basso) allora una parte della tensione di rete cade su R3 e C1 e inoltre grazie a C1 la corrente viene sfasata. La corrente sfasata questa volta passa nei diodi D3 e D2 (in precedenza passava solo nel ponte di diodi e Q1) e infine fluisce nel gate del Triac attivandolo.
Quindi il seguente relè a stato solido funziona negato, ovvero tensione logica bassa carico ad alta tensione attivo, mentre, tensione logica alta carico a tensione alta spento.
Per quanto riguarda la corrente nel carico, essa dipende dal Triac usato.
RELÈ A STATO SOLIDO CON FOTODIAC
Lo schema è il seguente:
Come fotodiac viene utilizzato un fotoaccoppiatore di tipo MOC3051, molto comune ed economico. Il diodo led interno al MOC3051 viene attivato da un segnale digitale con una resistenza di protezione da 220 ohm considerando 15mA di corrente, 1.5V di tensione diretta e una segnale digitale a 5V.
La corrente di gate viene fornita dal diac interno al fotoaccoppiatore solo se il diodo è acceso. Se vi è una corrente di gate il triac è in conduzione. Il carico viene connesso alle boccole “carico 230Vrms” mentre la tensione di rete è connessa alle boccole “Vline 230Vrms”.
R3 e C1 vengono usati come snubber nel caso si usino carichi fortemente induttivi o capacitivi, come motori elettrici o simili. Nel caso il carico sia una resistenza o una lampadina, R3 e C1 non sono necessari.
Anche in questo caso la corrente massima dipende dal triac usato, ad esempio usando un BTA16 il carico può avere una potenza di 3.5KW.
DOWNLOAD
Potete scaricare la simulazione del circuito con MULTISIM14 al seguente LINK!!!
