¿Para qué sirve la resistencia shunt en la entrada del optoaislador?

Question

Estaba mirando una BeagleBone Black Cape y me entró curiosidad sobre un circuito de entrada al GPIO de la BeagleBone (usado para un sensor de proximidad NPN). En el diseño inverso más, me doy cuenta de un // 220 resistencia de derivación (R1) con el LED. Tengo conocimientos básicos sobre diodos/LEDs (Rs en serie limitadoras de corriente para LEDs) pero no puedo entender el propósito de R1. Así que me cal'd las corrientes a través de R1, R2 y el LED, pero después de mirar a la hoja de datos (PS2802) en la "corriente de avance frente a la tensión de avance no estoy seguro de si mi cal'd corrientes son correctas.

En resumen, el limitador de corriente en serie R2 (1.2k) entiendo su propósito principal y como calcular su valor pero el propósito del shunt R1 (220) me confunde.

Mi pregunta original sólo iba a preguntar. ¿Para qué sirve la R1?

Pero ahora, mi pregunta secundaria es (en general). ¿Son correctos mis valores actuales?

Espero poder iluminarme;-)

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

Las corrientes que muestras parecen coincidir con una simulación rápida del circuito que hice con LTSpice. Ten en cuenta que las resistencias de 1,2K y 200 ohmios no actúan como un divisor de tensión normal. En su lugar, el diodo de entrada en el optoacoplador tiende a sujetar la caída de tensión a través de la resistencia de 200 ohmios a aproximadamente 1,1V. La corriente de la resistencia superior se divide en una corriente que pasa por la resistencia de 220 y otra que pasa por el diodo de entrada del optoacoplador. La relación de división de la corriente dependerá de la caída de tensión directa del diodo de entrada en el optoacoplador.

Si quitas el optoacoplador del circuito, el divisor de voltaje de dos resistencias no se sujetará y el nodo del divisor estará a más de 3,7V a una corriente de unos 16,9mA en el divisor.

La inclusión del condensador C1 en el circuito actúa como un filtro de paso bajo para la señal de entrada. La constante de tiempo se debe principalmente a la resistencia de 1,2K. La resistencia de 220 ohmios ayuda a descargar el condensador de filtro cuando la señal de entrada pasa a nivel bajo o abierto.

Answer 2

Pero ahora, mi secundaria pregunta es (en general). Son mis valores actuales correcta?

Sus valores actuales parecen bastante correctos.
Según la hoja de datos de la PS2802, \$I_f\$ = 13.5 mA da un \$V_f\$ = +/- 1.2 V.
1.2 V a través de 220 ohm produce una corriente de 5.5 mA. 13.5 mA + 5.5 mA = 19 mA = \$I_{total}\$.
19 mA a través de 1,2 kohm da un 22.8 V la caída de tensión.
Y 22.8 V + 1.2 V hace 24V.

De la otra manera, cuando usted no sabe \$I_f\$ y \$V_f\$ todavía (y usted no tiene el LTspice o que componente específico en LTspice) desea una expresión de \$V_f\$ que da un correspondiente \$I_f\$ (o al revés), para ser utilizado en la CORRIENTE contra VOLTAJE de la figura dada por la PS2802 hoja de datos.

Por lo tanto, vamos a empezar con

1) \$I_{total} = I_f + I_{R1}\$

El voltaje a través de los LED de la PS2802 es el mismo a través de R1:

2) \$V_f = R1 \cdot I_{R1} = 220 \Omega \cdot I_{R1}\$

La reescritura de da

3) \$ I_{R1} = \frac{ V_f }{ 220 \Omega } \$

La corriente a través de R2 es el voltaje de entrada menos la tensión, dividido por R2

4) \$I_{total} = \frac{ V_{in} - V_f}{R2} = \frac{24V}{1200 \Omega} - \frac{ V_f}{1200 \Omega} = 20 mA - \frac{ V_f}{1200 \Omega}\$

La sustitución de 4 en 1 da

5) \$ 20 mA - \frac{ V_f}{1200 \Omega} = I_f + I_{R1} \$

La sustitución de 3 en 5 da

6) \$ 20 mA - \frac{ V_f}{1200 \Omega} = I_f + \frac{ V_f }{ 220 \Omega }\$

La reescritura de da

7) \$ I_f = 20 mA - \frac{ V_f}{1200 \Omega} - \frac{ V_f }{ 220 \Omega }\$

8) \$ I_f = 20 mA - V_f \cdot \frac{71}{13200} \frac{ 1}{\Omega}\$

Ahora usted puede añadir (\$ I_f, V_f \$) de los puntos de la figura se llama CORRIENTE directa vs VOLTAJE HACIA ADELANTE. (Usted no puede dibujar lineal línea a través de estos puntos, ya que el AVANCE ACTUAL de los ejes es logarítmica.)
Cuando estos puntos se cruzan los (por ejemplo) a 25°C de la curva, que el punto le da la exacta \$ V_f\$ y \$ I_f \$.