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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimmer mit IGBT


Autor: Waldgichtel (Gast)
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Guten Abend zusammen,

ich würde gerne einen Dimmer für mehrere PAR64-Strahler bauen. (230V mit 
600W Halogenleuchmittel). Habe dazu nun einige Schaltungen angeschaut. 
Der übliche Weg scheint die Dimmung mittels Phasenanschnitt und einer 
Triac Schaltung zu sein.
Bin nun auf der Suche aber auf Dimmerschaltungen mit IGBTs aufmerksam 
geworden. Habe ich das soweit richtig verstanden, dass der 
hauptsächliche Vorteil darin besteht, dass keine Entstördrosseln 
benötigt werden? Daher, dass IGBTs "langsam" durchgesteuert werden 
können, im Gegensatz zu Triacs, die durch das schlagartige Schalten die 
Oberwellen hervorrufen?

Wie aufwändig wäre eine Dimmerschaltung mit IGBTs im Gegensatz zu 
Triacs? Ähnlich oder entscheidend komplizierter?

Wie kann ich das langsame durchsteuern des IGBT erreichen? Die 
Ansteuerung soll über einen uC gemacht werden. (der auch die 
nulldurchgangserkennung verarbeitet usw). Spontane Idee war ein RC gleid 
paralell zum Gate eingang? Macht das Sinn?

Was wäre noch zu beachten um einen möglichst sauberen Dimmer aufzubauen?

Vielen Dank schonmal.

Toni

Autor: holger (Gast)
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>Spontane Idee war ein RC gleid
>paralell zum Gate eingang? Macht das Sinn?

Wenn du den IGBT mit der daraus resultierenden
Verlustleistung töten willst, dann mach das.
Und lass die Finger von 230V wenn du keine Ahnung hast.

Autor: Xaver (Gast)
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Wo Holger Recht hat, hat er Recht.

Ich würde mich mal über
Phasenabschnitt, Phasenanschnitt und deren Zündmethoden informieren.

Wenn deine Idee reif für DIESE Technik wäre, würden es Alle machen.

Meinst du nicht auch?

Autor: Tom (Gast)
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Muss ja nicht gleich eine lange Zeitkonstante sein. Ein paar 
Mikrosekunden Anstiegszeit, reduziert die HF am Ausgang, und die paar 
Millijoule tun dem IGBT nicht weh.

Ganz grob überschlagen: 5 us Schaltzeit x 1 kW Verlustleistung x 100 Hz, 
das ist nicht mal ein Watt.

Trotzdem eine etwas schräge Idee. Filtern am Ausgang scheint irgendwie 
besser.

Autor: Waldgichtel (Gast)
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>Phasenabschnitt, Phasenanschnitt und deren Zündmethoden informieren.

hm? ja Phansenanschnitt unterscheidet sich doch dann nicht zum Triac? 
und Phasenabschnitt wird doch mit nem MOSFET gemacht? ... Mit nem IGBT 
müsste doch beides möglich sein.

>Wenn du den IGBT mit der daraus resultierenden
>Verlustleistung töten willst,

Versteh ich nicht ganz warum? Natürlich noch ein Vorwiderstand beim 
Gate.

>Wenn deine Idee reif für DIESE Technik wäre, würden es Alle machen.

Machen ja auch einige ... habe zumindest gerade eine App-Note gefunden.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThoms...

Auch ein Kodensator am Gate. Zugegeben nciht so wie ich geschrieben habe 
aber zumindest ähnlich :). Ist der nicht für das langsame durchsteuern 
zuständig? :/.

Toni

Autor: jochen (Gast)
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Also in der von dir zitierten App.-Note wird das anders gemacht, sagt 
dir der Begriff "Brückengleichrichter" was? Nein->GOOGLE. es wird hier 
weder Phasenan- noch Abschnitt durchgeführt sondern eine Gleichspannung 
per vermutl. PWM (->GOOGLE) in Ihrer Höhe variert und so ein dimmen 
erreicht.

Autor: jochen (Gast)
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Nachtrag:

das funktioniert aber nur bei Leuchten welche direkt am Netz betrieben 
werden also nicht bei denen ein Trafo oder Schaltnetzteil verwendet 
wird. Dürfte bei dir aber nicht zutreffen.

Autor: Ben (Gast)
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Hallo Toni,
bin überzeugt davon, dass die Schaltung nach dem Phasenabschnitt.

Geht sicherlich auch mit Fet am Ausgang, weil da sowieso schon 
Gleichspannung ist.

Nur der IGBT wird die hohe Leistung abkönnen und das wird der 
Unterschied sein?!

Autor: Ben (Gast)
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@Jochen,
wenn das PWM wäre, dann wird es wohl ein Sender fürs Stromnetz, da gibt 
es sicher Ärger.
Auch nicht der grossen Firma ST zu zutrauen....

Nee ich glaube oberflächlich an Abschnittsdimmer....;-)

Autor: Bert (Gast)
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Was ist ST für ne Firma ?

Autor: holger (Gast)
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>Was ist ST für ne Firma ?

Wieso bist du eigentlich noch nicht im Bett?

Autor: henne (Gast)
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ST: ST-Micro (einer der großen Halbleiterhersteller) Sollte man kennen.

PWM vs. Abschnitt:
geht mit der typischen Schaltung beides. Der IGBT wird bei PWM heißer 
und die EMV ist ein echtes Problem. Deshalb liegt die PWM-Frequenz bei 
Sinewave-Dimmern auch bei ca. 40kHz - so wird das Ausgangsfilter 
kleiner.

Abschnitt ist harmloser, macht aber Ärger an induktiven Lasten (Trafos, 
Motoren,...)

Gewöhnlich reicht die Gatekapazität (bei MOSFETs zumindest) in 
Verbindung mit einem Vorwiderstand zum Verschleifen der Flanken aus.

Autor: Waldgichtel (Gast)
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Vielen Dank für die Antworten :).

>Abschnitt ist harmloser, macht aber Ärger an induktiven Lasten (Trafos,
>Motoren,...)

Ok, aber das sollte ja kein Problem sein bei den üblichen Par-Strahlern 
:).
Was ich aber noch nicht ganz verstehe ... allein durch das Schalten der 
ohm'schen Last kommt es ja anscheinend schon zu einer 
Phasenverschiebung? (also nicht durch die Entstördrossel, auf die man 
verzichten kann) ... woher kommt das dann? Wie groß ist die und muss die 
kompensiert werden?

Werde mal versuchen nen Schaltplan zu erstellen so wie ich mir das 
vorstelle und hier reinstellen ... irgendwie kommts mir noch etwas 
simpel vor :/.

@henne
Dein Nick gehört doch sicher zu 
http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/wahl.htm ? Vielen Dank für die super 
Seite, hat mir schon mehrfach geholfen :).

Toni

Autor: Henne (Gast)
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Nur komplexe Lasten machen eine Phasenverschiebung!

Dein Par64 ist rein ohmisch - die Leitungen leicht induktiv. Bei langen 
Zuleitungen bekommst Du also einen induktiven Anteil rein, worüber sich 
ein Abschnittsdimmer ohne jegliches Filter beschweren dürfte...

Die Drosseln bei Anschnittsdimmern dienen nicht zur 
Leistungsfaktorkompensation sondern zur Verringerung des 
Spannungsanstiegs an der steigenden Flanke. (Bei 50% Helligkeit gibst Du 
schlagartig >300V auf deine Funzeln. Ein plötzlich ansteigender Strom 
regt hf Schwingungen in den Zuleitungen an -> EMV Probleme)

Bei Abschnitt steigen halt langsam Strom und Spannung ausgehend vom 
Nulldurchgang an bis Du irgendwann dicht machst. (Die induktiven 
Leitungen wollen dann noch kurz etwas weiterschieben, was Du über 
Snubber ausgleichst.)


Die Site gehört zu mir. Danke für das Lob.

VG,
Hendrik

Autor: Waldgichtel (Gast)
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Guten Abend zusammen,

danke für die Erklärung. Habe jetzt mal einen Schaltplan fabriziert, 
bisher keine Werte für die Bauteile berechnet bzw übernommen :) geht mir 
nur mal ums Prinzip ob das so in etwa funktionieren könnte.

Habe mich stark an der App-Note orientiert nur den TS555 rausgenommen 
und durch einen Optokoppler ersetzt, den ich dann mittels uC ansteuern 
werde. Auch die Überstromschutzschlatung habe ich mal draußen gelassen. 
(Sinning wenn ich den Strom mittel uC dann messe oder ist das zu 
langsam?)


Das ganze soll dann als Anschnittsdimmer fungieren.

R1 und C1 als Snubber.
R3, C2, R2 und die Gatekapazität sollen den "langsamen" Stromanstieg 
bewerkstelligen.
Damit nun der IGBT beim Nulldurchgang wieder sperrt muss D7 so gewählt 
sein, dass C2 und die Gatekapazität bis zum Nulldurchgang wieder 
entladen sind. (Habe ich das der AppNote so richtig entommen?)

Ergibt das soweit Sinn und könnte funktionieren?

Toni

Autor: henne (Gast)
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Ich versteh die Schaltung nicht:

Der Gleichrichter müsste anders angeschlossen werden.
C2 müsste ans Gate des IGBTs. Die Transistoren für den Inverter sehen 
komisch aus. Sie dürften nicht am Nulldurchgang schalten, da sie ihn auf 
Grund des Siebelkos gar nicht sehen...

Die Überstromschutzschaltung finde ich hingegen schon interessant und 
würde da nicht bedingungslos der MCU trauen.


Die Spannung steigt langsam nach dem zc an. Das langsame Durchsteuern 
des IGBTs stört nicht. Der IGBT soll dann schon später schnell 
abschalten, weil sonst die Abwärmezu groß wird. Es sollen nur die 
Flanken etwas verschliffen werden, damit die Transienten nicht zu groß 
werden.

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