Hallo Mikrocontroller.net Leser!
Da ich einmal mit dem Mikrocontroller 230V schalten möchte habe ich ein
Board designed welches sich zB. an diesem Topic orientiert:
http://www.mikrocontroller.net/articles/TRIAC
Eine solche Schaltung findet man auch im Datenblatt des MOC3081 welchen
ich in kombination mit dem BTA24-600W verwenden möchte.
Schalten möchte ich damit eine Wasserpumpe.
Meine Frage:
230V sind ja nicht gerade zum spielen gedacht! Habe ich bei meinem Board
irgentwelche Fehler gemacht welche ein absolutes Sicherheitsrisiko
darstellen?
Wenn jemand die Eagle Dateien möchte bitte einfach schreiben.
Sorry für die Rechtschreibfehler.
Mit freundlichen Grüßen
Andreas
Unter dem Optokoppler sollte (muss) leer sein (Paranoide fräsen da sogar
aus).
Es ist mäßig sinnvoll die PE auf die NV-Seite zu führen (normalerweise
lässt man die 230V Seite eigtl. auch ohne Füllung).
Die schräge Bahn zwischen CX1 und R6 sieht etwas seltsam aus,
beeinträchtig die Funktion aber nicht ....
Leiterbahnabstand. Vor allem Abstand sichere Trennung
230V/Kleinspannung. Was soll das Kupfer unter dem Optokoppler? Weg mit
dieser Massefläche, auch wenns beim Ätzbad spart.
Ich habe die PE-Klemme gern in der Mitte, das verringert die Gefahr von
fehlerhaftem Anklemmen. Fällt aber nur unter "schöner wohnen".
Elegant wäre vielleicht auch, für Versorgung und Motor gleich Klemmen
vorzuhalten. Ob das wirklich besser ist, hängt von deiner Anwendung ab.
Alles wichtige ist bereits geschrieben worden.
Ich frage mich, was die Schaltung an der LED soll, Emitterfolger mit
Basiswiderstand?
Netzseitig ist der Schaltplan in Ordnung, 2 Widerstände in Reihe wegen
325Vpp aber überflüssig, die Widerstände sehen maximal 16V.
24A kann der TRIAC mangels Kühlkörper nicht, die Sicherung sollte wegen
der Leiterbahnbreite eher auf 3.15A ausgelegt sein.
'Massefläche' wurde schon angesprochen.
Wegen der Pumpe würde ich die Verschaltung für induktive Lasten
einplanen, zusätzlicher C am Gate-Widerstand.
Hallo
Danke für die vielen Antworten!
Ich habe nun versucht alles nach bestem Wissen und Gewissen
auszubessern.
Ach ja:
Stimmt die Rechnung für R1:
Der Zündstrom muss zwischen 15mA und 60mA liegen.
(Spannung - BC516abf - Moc8010abf) / Strom
(5V - 1V - 1,5V) / 0,020A
2,5V / 0,02 = 125 Ohm
(5V - 1V - 1,3V) / 100 Ohm
2,7V / 100 Ohm = 27mA
@Max D.:
Done :)
@Magic Smoke:
Bezüglich der Masseflächen auf der 230V Seite:
Ich habe hier im Forum gelesen, dass eine Umrandung von 230V Platinen
mit Masse sehr gut ist, da im Falle eines Kurzschlusses sofort der FI
fällt.
Erscheint mir eigentlich logisch. Hat das auch Nachteile?
@MaWin:
Meinst du, dass ich den Kondensator parallel zu R5,R6 schalten soll?
Was bringt dieser?
@Helge A.:
Der Tipp mit der Klemme ist sehr gut!
@Sum 42:
Danke für die Erinnerung an den Kühlkörper.
Ich Schaf habe komplett darauf vergessen :D
Ist es in Ordnung, den Kühlkörper zu Erden und eine Isolationfolie
zwischen Triac und Kühlkörper zu geben?
Danke für die Tipps!
Ich hoffe ich habe keinen Rat vergessen Umzusetzen.
Mit freundlichen Grüßen
Andreas Gruber
Ich finde eine geerdete Leiterbahn um den 230V - Teil auch gut, genau
aus diesem Grund. Aber das ist "Geschmackssache".
Daß du den Kühlkörper geerdet hast, schützt auch vor unbeabsichtigtem
Berühren. Die Isolierscheibe muß natürlich die Netzspannung überleben
und vielleicht Spannungsspitzen. Falls du den Triac anschrauben willst,
denke an einen Isoliernippel. Elegant ist auch die Lösung mit Clips und
Isolierschlauch:
http://www.reichelt.de/Waermeleit-paste-folien-scheiben/IK-550/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35407&GROUPID=3384&artnr=IK+550
Könnte es sein, daß dein Triac noch nicht in der Mitte vom Kühlkörper
ist?
Und je nachdem, wie du die Platine befestigen willst, braucht's
vielleicht noch Befestigungsbohrungen.
Dein Bemühen in allen Ehren - aber warum nimmst du nicht gleich fertige
SSR? Gibts in vielen Leistungsklassen, mit internem
Nullspannungsschalter oder auch ohne.
Andreas Gruber schrieb:> Schalten möchte ich damit eine Wasserpumpe.
Wird die Schaltung dauerhaft am Netz sein oder ist da noch ein
mechanischer Schalter/Relais davor, was nur unter Aufsicht bestromt
wird?
Wenn das Ding unbeaufsichtigt am Netz hängt (auch abgeschaltet) würde
ich noch eine Thermosicherung an den Varistor hängen. Also die
Thermosicherung in Reihe zu F1, aber gleichzeitig thermisch gekoppelt
mit dem Varistor. Z.B. Thermosicherung und Varistor nah aneinander
setzen und beide zusammen unter einen Schrumpfschlauch.
Hintergrund ist daß der Varistor durch jede Überspannung aus dem Netz
die er in seinem Leben sieht ein bischen geschädigt wird. Irgendwann
wird er dann auch bei normaler Spannung niederohmig und überhitzt. Das
kann zu einem Brand führen. Eine Thermosicherung macht in dem Fall dann
dicht.
H.Joachim Seifert schrieb:> Dein Bemühen in allen Ehren - aber warum nimmst du nicht gleich fertige> SSR? Gibts in vielen Leistungsklassen, mit internem> Nullspannungsschalter oder auch ohne.
bei mir ist es ne kostenfrage.
und wenn das zeugs eh im schrank liegt fragt man nicht.
selbst die industrie macht das so.
hab wieder ein mal einige kopierer zerlegen dürfen.
ich konnte nur drei fertige ssr´s ausbauen der rest waren optotriac und
leistungstriac.
ist wohl billiger als fertige ssr´s von der stange zu nehmen.
und man ist flexibel.
Was ist eigentlich eine Kopfsenke? Oder meintest Du doch den Kühlkörper?
Ansonsten gefällt mir die Platine jetzt recht gut. Den geerdeten Kühler
find ich klasse weil ich gerne mal überlege, an sowas anzufassen um zu
sehen ob etwas heiß wird.
sum42 schrieb:> Ob das damit auch EN/VDE-Vorstellungen> entspricht, kann ich nicht sagen.
Scheint es zu tun, weil die Jungs mit den Waschmaschinen die isolierten
Triacs auch so einbauen und damit die Sicherheitsprüfungen bestehen.
(Hatte ich gerade in einer Zanussi gesehen - recht aktuelles Modell).
Andreas Gruber schrieb:> Stimmt die Rechnung für R1:> Der Zündstrom muss zwischen 15mA und 60mA liegen.
Sei so nett und berechne den Vorwiderstand auf höchstens 15-20mA. Das
MOC Datenblatt beschreibt den garantierten Zündstrom und dieser ist
bei MOC3081 15mA, beim MOC3082 dann 10mA usw.
Gerd E. schrieb:> Wenn das Ding unbeaufsichtigt am Netz hängt (auch abgeschaltet) würde> ich noch eine Thermosicherung an den Varistor hängen. Also die> Thermosicherung in Reihe zu F1, aber gleichzeitig thermisch gekoppelt> mit dem Varistor. Z.B. Thermosicherung und Varistor nah aneinander> setzen und beide zusammen unter einen Schrumpfschlauch.
Meiner Meinung nach ist es sinnvoller einen VDR mit eingebautem
Übertemperaturschutz zu verbauen. Ich wüde nicht darauf vertrauen, dass
ein Thermoschalter einen echten Surge (6-20kA) besser übersteht als der
VDR und daher im Ernstfall wirkungslos bleibt.
Auch wenn das jetzt etwas OT ist - wäre es nicht besser in solchen
Schaltungen, die ja nicht parallel zum Netz liegen sondern noch die Last
dazwischen haben, auf einen VDR zu verzichten?
Als Alternative gegen Überspannungen geringerer Energie kämen dann
TVS/SIDAC in Frage wie z.B. in dieser AN(*) von Littlefuse erwähnt. Vor
allem der Einsatz im Gatekreis gefällt mir recht gut.
Nachdem ich kein Triac-Spezialist bin (meine Selbstbauprojekte von anno
Tobak kamen allesamt ohne VDR aus), würde mich eure Meinung dazu
interessieren.
(*)
http://www.littelfuse.com/~/media/Electronics_Technical/Application_Notes/SIDACtor/Littelfuse_SIDACtor_Triac_Protection.pdf
sum42 schrieb:> Gerd E. schrieb:>> Wenn das Ding unbeaufsichtigt am Netz hängt (auch abgeschaltet) würde>> ich noch eine Thermosicherung an den Varistor hängen.>> Meiner Meinung nach ist es sinnvoller einen VDR mit eingebautem> Übertemperaturschutz zu verbauen. Ich wüde nicht darauf vertrauen, dass> ein Thermoschalter einen echten Surge (6-20kA) besser übersteht als der> VDR und daher im Ernstfall wirkungslos bleibt.
Ich habe auch nichts von Thermoschalter geschrieben, sondern von
Thermosicherung. Eine Thermosicherung ist typischerweise so aufgebaut:
Eine kleine Feder zieht an einem Kontakt der die beiden Pole der
Sicherung verbindet. Der Kontakt ist mit einem speziellen, für die
Schwelltemperatur der Sicherung ausgelegten Lot festgelötet. Wird die
Schwelltemperatur erreicht, wird das Lot flüssig und die Feder trennt
den Kontakt. Danach muss man die Sicherung tauschen. Das ist ein sehr
robustes Verfahren und entweder löst die Sicherung bei dem Surge schon
aus oder eben danach durch Überhitzung.
Natürlich gibt es auch Varistoren mit integrierter Thermosicherung. Die
sind aber teurer. Der Vorteil von denen ist vor allem, daß man bei der
Produktion der Geräte nicht auf die gute thermische Verbindung zwischen
Varistor und Thermosicherung (wie von mir mit Schrumpfschlauch
vorgeschlagen) achten muss. Sowas ist Handarbeit und da kann man unterm
Strich mit den integrierten Teilen bei der Massenproduktion Geld sparen.
> Auch wenn das jetzt etwas OT ist - wäre es nicht besser in solchen> Schaltungen, die ja nicht parallel zum Netz liegen sondern noch die Last> dazwischen haben, auf einen VDR zu verzichten?
irgendwie sollte man den Triac schon gegen Überspannung schützen.
> Als Alternative gegen Überspannungen geringerer Energie kämen dann> TVS/SIDAC in Frage wie z.B. in dieser AN(*) von Littlefuse erwähnt.
Geht natürlich auch. Aber auch die können durchschlagen und dann
überhitzen. Ich vermute daß der Varistor robuster ist.
@Helge A.
Meinst du, dass schrumpfschlauch ausreichen würde?
Weil ich in nächster Zeit nicht bei Reichelt bestelle und um den Preis
einer Wärmeleitfolie kann ich mir bereits ein SSR leisten :D
Der Kühlkörper ist nun mittig. Ich hatte ihn etwas seitlich um einen
Größeren Isolationsabstand zu erreichen.
@H. Joachim Seifert
Das hat 2,5 Gründe:
1. Lerne ich damit wichtige Dinge, wie z.B. Snubber, ...
2. Traurigerweise habe ich zum Zeitpunkt wie ich den MOC und den BTA
bestellt habe SSR noch nicht gekannt.
(3. Ein bisschen billiger kommt man mit Triac und co schon, auch wenn
das nicht die Welt ist bei Preisen von 2,5€ für ein SSR)
@Sum42
Ich bekomme den BTA24-600B.
Leider also nur den Standard typ.
Das ist ein bisschen ein Problem, da eine Pumpe ja eine Induktive Last
ist.
Als abhilfe ist hier sowohl der Snubber als auch der Varistor (mit
Temperatursicherung).
Wobei ich mir nicht sicher bin wie ich den Snubber dimensionieren muss.
Eine Suppressordiode könnte ich mir auch gut vorstellen.
Kann mir jemand eine empfählen?
@Matthias Sch.
Bei der berechnung war auch zusätzlich noch ein Kleiner Fehler.
Und zwar ist bei einem Transistor der Collector-Emitter Spannungsabfall
nicht 1V sondern nur ca. 0,2V
(5V - 0,2V - 1,3V) / 150 Ohm
2,5V / 150 Ohm = 16,7mA
Einfach Schrunpfschlauch drüber gibts auch in consumer-Geräten. Der
kleine Nachteil ist, daß man beim Schrumpfen ein wenig aufpassen muß.
Und eine stärkere Erhitzung des Bauteils schwächt die Isolierstrecke,
weil das Zeugs nun mal auch schmelzen kann. Will sagen: das geht wohl
irgendwie, ist aber irgendwie.. bäh. Als Notlösung bei deinem Aufbau OK,
weil ein Überschlag eh deinen FI ausköst.
Ganz im Sinne von Dietrich Drahtlos ("Alte Dinge, gut aufgehoben,
Bringen den Erfinder oft nach oben.") hab ich einen kleinen
Teilespeicher angelegt, wo sich notfalls auch solche Isolierpads finden.
Dieser hier ist aus einem PC-Netzteil.
Vielleicht hilft ja eine, durchaus nicht perfekte, Simulation die Sache
mit dem Snubber/Überspannungsbegrenzer besser zu verstehen.
Als Last ein 2-phasen Kondensatormotor (Un=230V, In=5A, cosφ=0,9).
Üblich wäre eine Kompensation auf 0,95-0,98 bei Auslegung mit
Betriebskondensator.
Berechnung nach AN-3008(1).
1
_Un V Eingabefeld 230 230
2
_In A Eingabefeld 5 5
3
_f Hz Eingabefeld 50 50
4
_cosphi 1 Eingabefeld 0,9 0
5
6
_Z Ω =_Un/_In 46,0 46,0
7
_R Ω =_Z*_cosphi 41,4 0,0
8
_X Ω =_Z*SIN(ARCCOS(_cosphi)) 20,1 46,0
9
_L H =_X/(2*PI()*_f) 63,8E-3 146,4E-3
10
11
_rho 1 Eingabefeld 1 1
12
_Vpkn 1 Eingabefeld 1,1 1,1
13
_dVn 1 Eingabefeld 1,3 1,3
14
_dVmax V/s Eingabefeld 5,00E+6 5,00E+6
15
_E V =WURZEL(2)*_Un*SIN(ARCCOS(_cosphi)) 141,8 325,3
16
_Vpk V =_Vpkn*_E 156,0 357,8
17
_omega0 Hz =_dVmax/(_dVn*_E) 27127 11825
18
_C F =1/(_omega0^2*_L) 21,3E-9 48,8E-9
19
_Rs Ω =2*_rho*WURZEL(_L/_C) 3,5E+3 3,5E+3
triac1_snub.png zeigt, dass die Aufgabe des Snubbers primär darin
besteht, den durch die Phasenverschiebung auftretenden Spannungssprung
auf zulässige Werte von dV/dt (commutating) zu begrenzen. Energie aus
dem Lastkreis ist dabei irrelevant, da ein Triac immer im Nulldurchgang
des Stromes abschaltet.
In triac1_ulim1.png sieht man, dass die Spannungsbegrenzung direkt am
Triac, wie in der Schaltung des OP, zwecklos ist, wenn z.B. ein externer
Schalter oder auch die Sicherung ins Spiel kommt - es gibt keinen
niederohmigen Pfad für den Laststrom mehr und die Spannung steigt.
Das bedeutet, dass es erforderlich ist, den Spannungbegrenzer wie in
triac1_ulim2.png oder direkt an der Last anzubringen. Ob das nun ein VDR
oder etwas anderes ist, hängt von der abzubauenden Energie ab. Diese
ist, auch wenn die Simulation hier nur sehr rudimentär ist, um
Größenordnungen kleiner als für eine halbwegs ausfallsichere
Dimensionierung eines in CAT II/III eingesetzten, direkt am Netz
hängenden MOV nötig ist.
Daher auch mein Ansinnen, für den Normalbetrieb TVS o.ä. einzusetzen und
die VDR an anderer Stelle zu belassen - z.B. in der Installation mit
passenden Komponenten (Grob-, Feinschutz). Damit gibt es auch keinen
magic smoke schrieb:> schwarzen Brandfleck.Gerd E. schrieb:> Ich habe auch nichts von Thermoschalter geschrieben, sondern von> Thermosicherung.
'tschuldigung, ich habe mich verschrieben, gemeint waren schon die
Sicherungen.
Auch wenn sie federbelasted sind, die Dinger erinnern mich fatal an eine
Punktschweißung. In den Datenblättern gibt jedenfalls keine Angaben zum
Überstromverhalten. Möglicherweise ist da die EN 60691 gesprächiger (hab
ich aber nicht).
Einen Vorteil hat diese Schaltung jedoch - man merkt ohne explizite
Prüfung/Überwachung, dass der VDR kaputt ist; das erfordert aber auch,
die Belastbarkeit der Sicherung auf den Nennstrom des Verbrauchers
auszulegen. Bei integrierter Sicherung ohne dritten Anschluß ist das
nicht so offensichtlich.
Am Preis allein würde ich das nicht festmachen wollen (vor allem bei
Einzelstücken).
Andreas Gruber schrieb:> @Sum42> Ich bekomme den BTA24-600B.> Leider also nur den Standard typ.
Das solltest du nochmals prüfen! Diese Kombination gibt es lt. DB nicht.
Tabelle 1 listet:
BTB24-600B Standard 50mA n.iso
BTB24-600BW Snubberless 50mA n.iso
BTB24-600CW Snubberless 35mA n.iso
BTA24-600BW Snubberless 50mA iso
BTA24-600CW Snubberless 35mA iso
Es kann also auch sein, dass du den nicht isolierten BTB bestellt hast.
Eine Frage dazu, ich nutze auch diese Schaltung und habe beim testen mit
einer Energiesparlampe festgestellt, dass die Lampe öfters mal kurz
zündet.
Bei meinem richtigen Einsatz zwar nebensächlich aber ich würde es
trotzdem gerne verhindern.
Wo kommen die Fehlzündungen wahrscheinlich her?
Jörg B. schrieb:> Wo kommen die Fehlzündungen wahrscheinlich her?
Durch den Snubber. Es fliesst ein kleiner Strom am Triac vorbei, der den
Zwischenkreis in der ES-Lampe auflädt. Wenn genügend Spannung zur
Zündung aufgebaut ist, will die Lampe kurz mal. Da nicht genügend Strom
ankommt, geht sie gleich wieder aus.
ah, danke daher kam es mir auch sehr regelmäßig vor.
PeterL schrieb:> Wenn der Triax kaputt wird, läuft die Pumpe ständig.
Welche alternativen zu einem Relais gebe es denn noch? Ich steuere eine
Heizung (kleiner 1A) damit. Wenn das Triac kaputt geht und diese
dauernd läuft wäre also bei meiner Anwendung auch unerwünscht.
sum42 schrieb:> Vielleicht hilft ja eine, durchaus nicht perfekte, Simulation die Sache> mit dem Snubber/Überspannungsbegrenzer besser zu verstehen.
Danke.
Ich traue keiner Simulation, die ich nicht selbst gefälscht habe ;)
Könntest Du noch die .asc-Dateien von Ltspice hochladen? Dann kann man
selber damit spielen.
Jörg B. schrieb:> Welche alternativen zu einem Relais gebe es denn noch? Ich steuere eine> Heizung (kleiner 1A) damit.
Auch Relais können kleben.
Heizungen sollten immer noch eine zusätzliche Übertemperatursicherung
bekommen.
Das kommt auf den Defekt an. Kaputt ist kaputt und funktioniert eben
nicht mer wie es soll. Deswegen ja bei sowas wie Heizungen doppelte
Sicherheit. Der normale Temperaturregler und ein weiterer
Überhitzungsschutz, der den Strom zuverlässig (durch den eigenen
Ausfall) unterbricht.
Und ehrlich gesagt, bei einer Umwälzpumpe in der Heizung ist es mir
lieber, wenn sie dauernd läuft im Falle eines Defektes als gar nicht
mehr. Das ist natürlich bei einer Brunnenpumpe o.ä. genau umgekehrt.
magic smoke schrieb:> Was ist eigentlich eine Kopfsenke? Oder meintest Du doch den Kühlkörper?>> Ansonsten gefällt mir die Platine jetzt recht gut. Den geerdeten Kühler> find ich klasse weil ich gerne mal überlege, an sowas anzufassen um zu> sehen ob etwas heiß wird.
Das hatte ich auch mal gemacht und fürchterlich einen gepfeffert
bekommen. Waren die 325 Volt drauf.
Also daher kann ich solche Kühlkörper auch nur begrüßen.
Matthias Sch. schrieb:> Und ehrlich gesagt, bei einer Umwälzpumpe in der Heizung ist es mir> lieber, wenn sie dauernd läuft im Falle eines Defektes als gar nicht> mehr. Das ist natürlich bei einer Brunnenpumpe o.ä. genau umgekehrt.
Halten die Pumpen auch wesentlich länger.
F. Fo schrieb:> Das hatte ich auch mal gemacht und fürchterlich einen gepfeffert> bekommen.
wenn du die sicherheitsregeln befolgt hättest dann wär das nicht
passiert....
freischalten und auf spannungsfreiheit prüfen...
selber schuld.
dolf schrieb:>> selber schuld.
Klar. :-)
Wenn immer jeder alles richtig machen würde, dann gäbe es keine Unfälle.
Der Kühlkörper war so nah am Gehäuse, wenn es zu war, dass ich nicht
dachte, dass da überhaupt was drauf sein dürfte.
War ein Computernetzteil.
F. Fo schrieb:> Wenn immer jeder alles richtig machen würde, dann gäbe es keine Unfälle.
und du fasst das so einfach an?
ok gibt leute die vertrauen gewissen höheren mächten...
schutzengel und so...
PeterL schrieb:> eine Wasserpumpe würde ich immer mit Relais schalten.> Wenn der Triax kaputt wird, läuft die Pumpe ständig.
Du meinst, dann entsteht eine neue Sintflut, passend zur
Uraufführung des neuen Noah-Films?
Ich würde die Massefläche nicht um den Schwachstromteil herum führen.
Wozu der Transistor? Es gibt den Moc ab 5 mA das sollte jeder MC so
schalten können. Wenn du damit den Ausgang schützen willst gehört der
Transitor dann nicht auf die Platine wo der MC ist?
dolf schrieb:> F. Fo schrieb:>> Wenn immer jeder alles richtig machen würde, dann gäbe es keine Unfälle.>> und du fasst das so einfach an?>
^^ ... jetzt nicht mehr :-)
Hallo
Danke, danke, danke für die vielen Antworten!
@Helge A.
Danke für die Info!
Dass eine gute Temperaturübertragung von dem Triac auf den Kühlkörper
durch einen Schrumpfschlauch etwas verhindert wird, kann ich mir
vorstellen.
Vielleicht finde ich noch ein echtes Isolierpad.
>> @Sum42>> Ich bekomme den BTA24-600B.>> Leider also nur den Standard typ.>> Das solltest du nochmals prüfen! Diese Kombination gibt es lt. DB nicht.> Tabelle 1 listet:> BTB24-600B Standard 50mA n.iso> BTB24-600BW Snubberless 50mA n.iso> BTB24-600CW Snubberless 35mA n.iso> BTA24-600BW Snubberless 50mA iso> BTA24-600CW Snubberless 35mA iso>> Es kann also auch sein, dass du den nicht isolierten BTB bestellt hast.
Das habe ich mir auch schon einmal gedacht, da ich nachdem ich bestellt
habe nachsehen wollte ob ich einen Snubberless-Typ erwischt habe
allerdings lautet die Bezeichnung wirklich BTA24-600B.
Genauer nachzusehen bei:
http://www.ebay.at/itm/181327821617?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
@Sum24
Danke für die Simulation!
Leider komme ich noch nicht ganz mit, was die Kernaussage der Simulation
ist.
Du hast dabei einen Snubber und eine Suppressdiode zum Schutz eingesetzt
und an verschiedenen Positionen simuliert.
Ich bin hier leider nicht versiert genug, um es so 100%ig zu verstehen.
Kannst du mir vielleicht einen ganz kurzen Überblick geben auf was ich
achten soll?
Und vor allem: Wie groß soll der Kondensator und der Widerstand optimal
sein?
@Jörg B.
Bezüglich auch der immer aufblitzenden Energiesparlampe die Frage: Wie
wäre es, wenn man den Snubber über die Last und nicht über den Schalter
positioniert?
Somit würde doch auch dieselbe, wenn nicht sogar bessere Wirkung erzielt
werden und es entsteht kein Leckstrom mehr durch den Laststromkreis.
Der Transistor ist so gedacht: Ich kann damit auch die billigere
Variante nehmen, welche erst mit 15mA schaltet und 2. kann ich somit auf
der Platine, auf der mein Mikrocontroller arbeitet, einen hohen
Widerstand verwenden und falls jemand die Leitung kappt, ist es egal, ob
hier ein Kurzschluss oder Sonstiges entsteht. (Die Leitung wird
voraussichtlich im Garten verlegt.)
Die Übertemperatursicherung hält einen Strom von 10A aus, dann wähle ich
die Überstromsicherung einfach mit einem niedrigeren Wert und sollte
somit eigentlich kein Problem sein.
Danke für die vielen Antworten!
Andreas
Andreas Gruber schrieb:> Bezüglich auch der immer aufblitzenden Energiesparlampe die Frage: Wie> wäre es, wenn man den Snubber über die Last und nicht über den Schalter> positioniert?
Keine Ahnung ob das möglich ist.
Ich werde wohl aber auch für den Ausgang der nur im Minutentakt einige
Sekunden lang max 150 Watt ansteuert einfach ein Relais nehmen.
Das sollte auch ein paar Jahre halten.
Hallo Andreas,
super Beitrag, ich habe Deinen Beitrag gerade gelesen weil ich auf der
Suche nach einem µC gesteuertem "Schalter" für meine Wasserpumpe
(Garten) bin.
Gilt Dein Angebot noch bzgl. der Eagle Dateien?
@sum42:
wäre es möglich Deine Simulationsdaten zu bekommen damit man damit
spielen / lernen kann?
Danke im Voraus
Viele Grüße
Jürgen
Hallo Jürgen,
Danke, im Anhang findest du die Eagle Dateien.
Bei Fragen, Anregungen oder vorallem Verbesserungsvorschlägen bitte bei
mir melden.
Andreas
Gerd E. schrieb:> Könntest Du noch die .asc-Dateien von Ltspice hochladen? Dann kann man> selber damit spielen.
Gut Ding braucht Weile - hier einmal der letzte Stand.
Auffällig sind die drei hervorgehobenen Abschnitte (ohne Snubber):
a) Schwingung auf Igt
Ist eigentlich logisch, da durch die Induktivität der Stromanstieg
verzögert erfolgt, während beim Zünden die Spannung am MOC und damit der
Gate-Strom einbricht, noch bevor im Lastkreis der latching current
erreicht wird. Sichtbar, wenn auch meiner Meinung nach übertrieben
(siehe weiter unten), vor allem mit dem Triac-Modell von ST.
b) Externes Abschalten, solange der MOC noch aktiv ist
Ein Teil der Energie wird über IDRM2 des MOC abgebaut -> dU/dt hoch aber
noch nicht extrem.
c) Externes Abschalten, wenn der MOC abgeschaltet wurde
Hier führt dU/dt zum Zünden des Triacs. Dabei hat ST aber nur eine sehr
grobe Annäherung an das tatsächliche Verhalten implementiert.
Derzeit sind vier verschiedenen Auslegungen des Snubber auswählbar. Die
meiner Meinung nach Nützlichste ist immer noch die Variante nach der
Resonanzmethode, da damit der geringste Ruhestrom erreicht wird (Cs kann
so ziemlich alles ab 2nF sein). Das Problem mit Igt/Il würde ich durch
Auswahl eines Snubberless-Triacs mit wesentlich geringerem Il vermeiden,
oder durch parallelschalten einer nichtlinearen, ohmschen Last
(Glühobst) zum Motor entschärfen. Auch der Einsatz eines nicht im
Nulldurchgang schaltenden Optotriacs mit passender Ansteuerung käme in
Frage.
Wenn es erst einmal nur um die Frage der Anordnung des
Überspannungsschutzes geht (parallel zum Triac ist nun mal nutzlos, dazu
braucht es eigentlich keine Simulation), würde ich empfehlen, die
TVS-Diode und einen Triac von Littlefuse zu nehmen, da damit die
Simulation wesentlich schneller rechnet.
Was noch offen ist, ist die Betrachtung der dI/dt, vor allem beim
Einschalten - dazu fehlt mit aber ein realistisches Motormodell mit
Berücksichtigung des Lastverlaufs. Möglicherweise lässt sich eines der
Modelle von Dave Wilson anpassen - hab ich mir aber noch nicht im Detail
angesehen.
http://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2014/02/07/simulation-power.aspx
Zu den Modellen:
MOC30xx.asy sollte bis auf den Temperaturgang von IDRM und eine nicht
korrelierbare Streuung Ift vs. PWin alle Kennlinien aus dem Datenblatt
erfüllen. Offen ist meiner Meinung nach noch die Anstiegs- bzw.
Abfallzeit des internen Triacs - dazu gibt das DB aber nichts her.
triac_lf.asy beinhaltet zusammengefasst, aber ansonsten unverändert
die verfügbaren Modelle von Littlefuse.
triac_st.asy sind die verfügbaren Modelle von STMicroelectronics. Hier
habe ich die Logikkreise etwas gedämpft, wobei deren Zeitkonstante klein
gegenüber der, ohnehin im Original vorhandenen ist. Ob Ig mit 4MHz oder
ein paar hundert kHz schwingt ist egal, die Simulation rechnet sich aber
nicht mehr zu Tode. Sehr viel fragwürdiger finde ich die Art der
Festlegung verschiedener Parameter durch ST. Am Beispiel des BTB24-600B:
Datenblatt Simulation
Igt(I-II-III)max 50mA 100mA
Il(I-III-IV)max 70mA 250mA (Igt*2,5)
Ihmax 80mA 27mA (Ih/3)
Mit triac1_triac_st.plt kann man sich den internen Zustand ansehen.
vdr_siov.asy enthält die verfügbaren Modelle von EPCOS. Allerdings in
einer wesentlich entschärfteren Version, um den bei diesen
siemensianischen Modellen üblichen "Timstep too small" - Fehler zu
vermeiden. Ist für die hier auftretenden Spannungen und Ströme durchaus
brauchbar, für Extremwerte (z.B. in Verbindung mit einer
Netznachbildung) sollte man sich die Änderungen aber im Detail ansehen.
(Ich verstehe nicht ganz, wie man auf die Idee kommt, dass ein
LCR-Serienschwingkreis mit R=100nOhm parallel zu einer idealen, stark
nichtlinear vom Strom abhängigen Spannungsquelle unter allen Umständen
konvergieren muss.)
P4KExx.txt ist nur eine q&d-Erweiterung eines einzelnen Modells von
LF. Nicht weiter getestet, also mit Vorsicht zu genießen.
Da ich diesen Thread nicht kapern will, würde ich vorschlagen,
eventuelle Fragen zu den Modellen oder der Simulation im Allgemeinen, in
einem eigenen Thread im Analogforum zu behandeln.
ps. @Andreas Gruber
Ich habe hier kein Eagle installiert, daher kann ich nicht sagen, ob du
es inzwischen geändert hast - wesentlich für den Schutz des Varistors
durch eine Temperatursicherung ist eine enge thermische Kopplung beider
Bauteile.
Und - R5/R6 sind nur bei Triacs mit sehr kleinem Igt (<2-5mA)
empfehlenswert (Verringerung der Empfindlichkeit (dU/dt)s), ansonsten
eher kontraproduktiv, da dieser Strom am Gate fehlt.
Board.png
(6,2 KB)
Circuit.png
(3,4 KB)
