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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zu Diac-Triac Dimmerschaltung?


Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

wollte mal kurz fragen ob man Leistung verschenkt alleine durch den
Einsatz der Diac-Diode? Da die Diacdiode ja erst ab eine bestimmten
Spannung durchschaltet z.b. 30V dann habe ich ja schon einen
Phasenanschnitt von 30/230 also knapp 8 Prozent auch wenn der
Wiederstand voll offen(0,x Ohm) um den Diac möglichst schnell zum
Zünden zu bewegen.

Da ich aber die Leistung nicht von 0-92% sondern von 0-100% regeln will
dann müsste ich per Relais die ganze Schaltung überbrücken um an die
100% zu kommen.

Oder gibt es da eine andere Möglichkeit die 100% voll auszuschöpfen?

Autor: nides (Gast)
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Der Diac wird ja nicht direkt mit dem Sinus des Stromnetzes gespeist,
sondern mit einem Phasenverschobenen Signal. Phasenverschiebung wird
über RC-Glied erreicht, und ist über den Widerstand (Poti)
einstellbar.
Auf diese weise kann der Triac auch schon während des Nulldurchgangs
getriggert werden. Voll auf 100% kannst du nicht kommen, weil am Triac
im eingeschalteten Fall ca. 1,4V abfallen. Daher kommst du nur bis auf
99,6%.
Nides

Autor: nides (Gast)
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Oops: 99,6% der Spannung, nicht der Leistung! Wieviel Leistung das ist,
kommt dann auf die Last an.
Nides

Autor: Gerhard (Gast)
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Hallo Thomas

so falsch liegst Du da nicht. Triacs habe das Problem, dass sie um
eingeschaltet zu bleiben einen "Haltestrom" brauchen. Wird der Triac
gezündet (über einen DIAC) wird er eingeschaltet. Ist die Spannung noch
nahe am Nullpunkt, fliesst kaum Strom und er schaltet wieder ab. Wenn du
also 0..100% brauchst, ist die Ansteuerung über einen DIAC nicht
brauchbar.

Gerhard

Autor: Profi (Gast)
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Das mit dem Quotient aus beiden Spannungen ist wenig realistisch:
entscheidend für die Leistung ist doch das Integral U*I über die Zeit.
Da P=U*I=R*I*I: der Großteil der Leistung wird in dem Abschnitt
"erzeugt", wo die Spannung hoch ist.
Deshalb fällt es wenig ins Gewicht, ob vorne oder hinten ein bißchen
weggezwackt wird, da das minimal zur Gesamtleistung beiträgt.

@nides: aber ein RC-Glied schiebt die Spannung eher nach hinten als
nach vorne, außer die Phasenverschiebung ist so groß, dass der Triac
mit der vorhergehenden Halbwelle gegenphasig (also im 2. und 4.
Quadranten) gezündet wird, was auf jeden Fall vermieden werden sollte
(hoher Zündstrom, HF-Störungen).

@Gerhard: der Haltestrom ist meist nur wenige mA, und üblicherweise
schaltet man mit Triacs hohe Ströme, sodass der Strom nur wenige µs vor
dem Nulldurchgang abfällt. Bei geringen Lastströmen muss man Deinen
Aspekt sehr wohl berücksichtigen.

@Thomas: wenn Du wirklich 100 % (oder mehr) brauchst, musst du zuerst
Gleichrichten (am besten mit einer PFC-Schaltung, damit kann man leicht
mehr als 325VDC erzeugen) und wieder wechselrichten (z.B. PWM).

Auch durch eine Modifikation des Sinus läßt sich die effektive Leistung
erhöhen, auf Kosten des Klirrfaktors. Ob das empfehlenswert ist, hängt
von der Last und Deinen Anforderungen ab.

Um welche Last handelt es sich denn?

Autor: Thomas O. (Gast)
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Handelt sich um einen Schweißtrafo also Induktive Last welceh mit 16A
abgesichert werden muss weiterhin habe ich einen Imax Aufdruck von 31A.
Wenige % sind eigentlich verkraftbar aber 8% zu verschenken wäre doch
ziemlich hoch da ich bei größeren Schweißungen das Gerät voll
aufgedreht habe weil das Material sehr viel Wärme abführt und nur mit
230V läuft.

Das mit dem Gleichrichten werde ich auch mal probieren. Da ich da
einfach nen billigen Gleichrichter nehmen kann auf der Sekundarseite
brauch ich da ne ganze Armada was etwas Platzprobleme mitsich bringt.

Wenn ich das Gleichrichte und mit der selben Frequenz wie das normale
Stromnetz takte kommt dann hinten genausoviel raus oder eher mehr weil
ich ja ein Rechteck habe?

Autor: Profi (Gast)
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Ich habe es fast befürchtet: Du und Dein Schweißtrafo....

Also: klar kommt dann mehr effektive Spannung am Ausgang raus,
ABER: das wird folgende Probleme ergeben:

1. wenn Du einfach einen Gleichrichter mit C am Eingang verwendest,
musst Du die gesamte Leistung aus den Sinusspitzen ziehen, weil nur
dann die momentane Netz-Spannung größer als die am C ist und er nur
dann geladen wird (schlechter PowerFaktor).
Deshalb empfehle ich dringend eine PFC-Schaltung, die im einfachsten
Fall eine Drossel vor oder nach dem Gleichrichter ist (Weiss jetzt
gerade nicht, ob das egal ist, ob vor oder nach dem Gl).
Eine richtige PFC-Schaltung mit Zerhacker kannst Du so dimensionieren,
dass die Zwischenkreisspannung größer als 325 V ist (Vorteil!).

2. Du brauchst eine dicke H-Brücke, die bei dieser hohen Spannung /
Leistung alles andere als einfach zu realisieren ist (kauf dir am
besten gleich mal eine Stange IGBTs).

3. Wenn Du den vorhandenen Trafo verwenden willst, musst Du ihn mit
einer Frequenz im Bereich der 50 Hz betreiben. Der wird sich allerdings
wenig über die Oberwellen einer Rechteckspannung freuen.
Also musst Du ihn fast mit PWM betreiben, um zumindest die steilen
Flanken und Übergänge etwas zu glätten (also ein Zwischending zwischen
Rechteck und Sinus). Wenn Du einen echten Sinus erzeugst, ist die
effektive Spannung ja doch wieder 220V, und der Effekt=0 (außer Du
erhöhst mit dem PFC eine höhere Gleichspannung wie oben beschrieben).

Spätestens jetzt muss man sich fragen, ob es nicht besser ist, einen
HF-Trafo und HF-Dioden zu verwenden, also einen Schweißinverter zu
bauen. Und ob sich das lohnt? Da würde ich lieber mal bei Eb** schauen,
evtl. auch einen defekten reparieren. Leistungselektronik in diesem
Kaliber ist alles andere als trivial.

4. Ich habe Dir auch vor langer Zeit geschrieben, dass für gute
Schweißungen Lichtstrom (1 Phase mit 16A) kaum ausreicht. Drehstrom ist
angesagt. Hier hast Du auch ohne Glättungskondensatoren nach dem
Gleichrichter eine Spannung, die nie auf Null abfällt, sondern nur auf
sin(60°)=86,6% (bin mir mit dem Wert nicht ganz sicher, aber irgendwas
in dieser Größenordung), da breits die nächste Phase Strom liefert.
Außerdem hat der Ripple 2x3x50Hz=300Hz.

Also, überleg Dir nochmal genau, was Du machsen willst!

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