¿Qué es un optoacoplador? - Conoce el símbolo y tipos de optoacopladores

Los dispositivos electrónicos son componentes que se utilizan en la construcción de circuitos electrónicos para controlar, amplificar o modificar señales eléctricas. Los optoacopladores son un tipo de dispositivo electrónico que se utilizan como aislante.

En este artículo exploraremos qué es un optoacoplador, cómo funciona y por qué es tan útil en la electrónica moderna. También hablaremos sobre el símbolo utilizado para representar un optoacoplador en un diagrama electrónico y los diferentes tipos de optoacopladores disponibles en el mercado.

Concepto y significado de optoacoplador

Un optoacoplador es un dispositivo electrónico que se utiliza para aislar eléctricamente dos circuitos. Consiste en un emisor de luz, generalmente un LED, y un receptor de luz, que puede ser un fototransistor, un fotodiodo u otro dispositivo similar, encapsulados en un mismo paquete.

La luz emitida por el LED activa el receptor de luz, lo que permite la transferencia de señales eléctricas de un circuito a otro sin conexión eléctrica directa. El optoacoplador es muy utilizado en aplicaciones que requieren un alto grado de aislamiento eléctrico, como en la medición de corriente eléctrica, el control de motores y la protección de circuitos contra sobretensiones y sobrecorrientes.

¿Para qué sirve un optoacoplador?

Un optoacoplador se utiliza para proporcionar un alto grado de protección contra sobretensiones y sobrecorrientes. Esto significa que los optoacopladores son muy útiles en aplicaciones que requieren un alto nivel de aislamiento eléctrico.

Las aplicaciones que requieren un alto nivel de aislamiento eléctrico son: la medición de corriente eléctrica, el control de motores y la retroalimentación óptica en sistemas de control.

Además, la protección de circuitos contra sobretensiones y sobrecorrientes, y la transmisión de señales digitales y analógicas también requieren un alto nivel. Los optoacopladores también se utilizan en aplicaciones que requieren una respuesta rápida, ya que pueden operar a altas frecuencias y con tiempos de respuesta muy cortos.

Por otro lado,  los optoacopladores se utilizan para evitar problemas de tierra y reducir el ruido eléctrico en los circuitos, lo que los convierte en una solución ideal para aplicaciones de alta precisión en la electrónica. Estos también son útiles para separar circuitos que operan a diferentes voltajes o en diferentes niveles de corriente.

¿Cómo funciona un optoacoplador?

Un optoacoplador funciona utilizando un emisor de luz y un receptor de luz para aislar eléctricamente dos circuitos. El emisor de luz, generalmente un LED, emite luz cuando se aplica una corriente eléctrica. Esta luz se dirige hacia el receptor de luz, que puede ser un fototransistor, un fotodiodo u otro dispositivo similar. Cuando la luz activa el receptor, se genera una corriente eléctrica que se utiliza para activar el circuito receptor.

La clave para el aislamiento eléctrico que proporciona el optoacoplador es la separación física entre el emisor y el receptor de luz. Como la luz es el único medio de transferencia de señal entre los dos circuitos, no hay conexión eléctrica directa entre ellos. Esto significa que cualquier sobretensión o sobrecorriente en un circuito no puede pasar directamente al otro circuito, lo que proporciona una protección efectiva contra daños en los componentes y garantiza una transferencia de señal segura y confiable.

El optoacoplador también es útil para reducir el ruido eléctrico en los circuitos, ya que la separación física entre los circuitos minimiza la interferencia electromagnética y las variaciones de potencial.

Un ejemplo de aplicación del optoacoplador es como interfaz entre un sensor y un circuito de control. En este caso, el optoacoplador puede utilizar un optotransistor como receptor óptico con su cátodo conectado al circuito del sensor. Cuando el sensor detecta un cambio en el entorno, envía una señal eléctrica al cátodo del optotransistor, lo que activa el fototransistor dentro del optoacoplador.

El fototransistor, a su vez, activa la salida del optoacoplador, que puede ser utilizada para activar un relé, un transistor o cualquier otro dispositivo de salida. De esta manera, el optoacoplador proporciona una separación galvánica entre el sensor y el circuito de control, protegiendo al circuito de posibles daños eléctricos y mejorando la precisión y la fiabilidad de la detección del sensor.

¿Cuáles son las características de un optoacoplador?

Las características de un optoacoplador pueden variar dependiendo del modelo y del fabricante, pero a continuación se presentan algunas características generales que suelen tener:

• Aislamiento eléctrico: Los optoacopladores proporcionan un alto grado de aislamiento eléctrico entre dos circuitos mediante la utilización de luz para la transferencia de señales.
• Protección contra sobretensiones y sobrecorrientes: La separación física entre los circuitos proporciona una protección efectiva contra sobretensiones y sobrecorrientes en uno de los circuitos.
• Tiempo de respuesta rápido: Los optoacopladores pueden funcionar con tiempos de respuesta muy cortos, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren una respuesta rápida.
• Bajo consumo de energía: Los optoacopladores consumen muy poca energía eléctrica y son muy eficientes energéticamente.
• Amplia gama de voltajes y corrientes: Los optoacopladores están disponibles en una amplia gama de voltajes y corrientes, lo que los hace adecuados para una variedad de aplicaciones.
• Inmunidad al ruido eléctrico: La separación física entre los circuitos minimiza la interferencia electromagnética y las variaciones de potencial, lo que los hace menos susceptibles a los efectos del ruido eléctrico.
• Fácil de usar: Los optoacopladores se pueden conectar fácilmente a los circuitos utilizando los mismos terminales que los componentes electrónicos comunes.
• Bajo acoplamiento: El acoplamiento entre el emisor de luz y el receptor de luz se puede ajustar para variar la cantidad de luz que se transmite, lo que permite una mejor adaptación a los requerimientos de la aplicación.
• Amplia temperatura de operación: Los optoacopladores pueden funcionar en un rango de temperaturas bastante amplio, lo que los hace adecuados para aplicaciones en ambientes hostiles o extremos.
• Resistencia a la vibración y los golpes: Los optoacopladores están construidos con materiales robustos y pueden soportar vibraciones y golpes sin afectar su funcionamiento.
• Flexibilidad en la configuración del circuito: Los optoacopladores se pueden configurar en diferentes formas para adaptarse a los requerimientos del circuito, incluyendo la conexión en serie o en paralelo.
• Detección de luz: Algunos optoacopladores pueden detectar la presencia o ausencia de luz, lo que permite una mayor flexibilidad en la detección de eventos en el circuito.

¿Cuál es el símbolo de optoacoplador?

El símbolo de un optoacoplador se compone de dos partes, una que representa el emisor de luz y otra que representa el receptor de luz. El emisor de luz suele ser un LED (diodo emisor de luz) y se representa en el símbolo como un diodo regular, pero con flechas que salen de la punta del diodo para indicar que está emitiendo luz.

El receptor de luz suele ser un fototransistor o un fotodiodo, y se representa en el símbolo como un transistor con una flecha entrante para indicar que está recibiendo luz. Es importante destacar que el símbolo puede variar ligeramente dependiendo del modelo o fabricante del optoacoplador.

¿Cuáles son los distintos tipos de optoacoplador?

Existen varios tipos de optoacopladores disponibles en el mercado, cada uno con características y aplicaciones específicas. Algunos de los tipos más comunes son:

• Los optoacopladores con salida transistor, estos utilizan un fototransistor como receptor de luz y ofrecen una salida de señal en forma de corriente. Son útiles para aplicaciones que requieren una respuesta rápida y un alto nivel de aislamiento eléctrico.
• Los optoacopladores con salida de relé son los que usan un fotodiodo o un fototransistor para activar un relé. Ofrecen un alto nivel de aislamiento eléctrico y se utilizan comúnmente en aplicaciones de control de motores, sistemas de seguridad y automatización industrial.
• Los optoacopladores con salida TRIAC son optoacopladores que utilizan un fototriac como receptor de luz y ofrecen una salida de señal en forma de corriente alterna (AC). Se utilizan comúnmente en aplicaciones de control de velocidad de motores y regulación de voltaje.
• Los de alta velocidad son optoacopladores que están diseñados para aplicaciones que requieren una respuesta rápida y una alta velocidad de conmutación. Se utilizan comúnmente en sistemas de control de motores, automatización industrial y en la transmisión de datos de alta velocidad.
• Los optoacopladores fotoMOS son los que utilizan un MOSFET (Transistor de Efecto de Campo de Metal-Oxido-Semiconductor) como receptor de luz y ofrecen una salida de señal en forma de corriente o voltaje. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta velocidad, baja corriente y en circuitos de control de potencia.