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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Opto Triac Reihenschaltung


Autor: Dirk v. H. (Gast)
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Hallo,

ich habe mehrere Opto Triacs in Reihe geschaltet. Jedoch habe ich nun 
das Problem, dass ich, wenn diese sperren, nur am ersten einen 
Spannungsabfall messe. Die anderen weisen keinen Spannungsabfall auf, 
sind also wohl nicht gesperrt. An den Triacs liegt eine Wechselspannung. 
Dies Phänomen tritt bei beliebigen Frequenzen auf (1Hz - mehrere khz) 
und bei verschiedenen Formen der Wechselspannung auf (sinusförmig, 
dreieck,...). Am Ausgang hängt eine rein ohmsche Last.
Weiß jemand eine Erklärung, warum ich bei den mittleren Triacs keinen 
Spannungsbfall messe?

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Triacs in Reihe zu schalten ist keine besonders gute Idee: Triacs 
brauchen zum Leiten nicht nur den Zündimpuls sondern auch den 
Haltestrom. Bei einer Kette ist dann der Zündvorgang dann nicht 
besonders "satt" und einer der Triacs kann dann recht stark belastet 
werden. Wenn mehrere Triacs ungezündet in reihe liegen , hängt es von 
der Exemplarstreuung der Restströme und den Streukapazitäten ab, wieviel 
der einzelne Triac abbekommt.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Dirk v. H. wrote:
> Hallo,
>
> ich habe mehrere Opto Triacs in Reihe geschaltet. Jedoch habe ich nun
> das Problem, dass ich, wenn diese sperren, nur am ersten einen
> Spannungsabfall messe.

Wie hoch? In Höhe der Betriebsspannung?

> Die anderen weisen keinen Spannungsabfall auf,
> sind also wohl nicht gesperrt.

Oder Messung ist falsch.
Wenn am ersten Triac jegliche Spannung abfällt bleibt für die übrigen: 
nix.

Skizze des Testaufbaues wäre hilfreich für's Forum.


Andrew

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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> Wie hoch? In Höhe der Betriebsspannung?

Nicht ganz. Es fehlt immer etwas. Das verwundert mich zusätzlich. Denn 
messe ich über alle Triacs, fällt dort die gesamte Betriebsspannung ab.

Zum Bild: Ist nur ne schnelle Skizze. Die dort eingezeichneten Triacs 
sind in Wirklichkeit (wie geschrieben) Optotriacs.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Die Spannungsverteilung an den Triacs hängt in dieser Schaltung im 
Wesentlichen von den Streukapazitäten parallel zu den Triacs ab. Hier 
stört der Eingangswiderstand des übilchen DVM  (10 MOhm) und die 
Eingangskapazität des DVM ( 100pF Zuleitung + Eingangs-C ) ganz 
erheblich.

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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Gibt es eine Möglichkeit, eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu 
erreichen?

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Jedem Triac ein RC-Glied parallel schalten z.B 10 nF mit 1kOhm in Reihe.

Der Blindwiderstand des C sorgt für die gleichmäßige 
Spannungsverteilung,
der Widerstand 1 kOhm sorgt dafür, dass beim Zünden des dazugehörigen 
Triac der Entladestrom des C nicht das Triac zerstört.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Um die Spannungsverteilung zu kämpfen macht aber keinen Sinn, solange 
jedes Triac die Gesamtspannung aushält. Da ist es doch egal, welches der 
triacs den Strompfad sperrt

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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> Um die Spannungsverteilung zu kämpfen macht aber keinen Sinn, solange
> jedes Triac die Gesamtspannung aushält. Da ist es doch egal, welches der
>triacs den Strompfad sperrt

Das hätte ich vielleicht dazu sagen sollen. In meiner Testschaltung hält 
jeder Triac die Spannung aus. Später wird die Spannung jedoch höher, so 
dass ein Triac alleine nicht mehr ausreicht.

Angehängt hab ich nun ein Bild mit den RC-Gliedern paralell zu den 
Triacs. Ist es jetzt aber nicht so, dass der Wechselstrom bei gesperrten 
Triacs über die RC-Glieder fließt und so die Triac nutzlosa sind?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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peter-neu-ulm wrote:
> Jedem Triac ein RC-Glied parallel schalten z.B 10 nF mit 1kOhm in Reihe.
>
> Der Blindwiderstand des C sorgt für die gleichmäßige
> Spannungsverteilung,
> der Widerstand 1 kOhm sorgt dafür, dass beim Zünden des dazugehörigen
> Triac der Entladestrom des C nicht das Triac zerstört.

Nun, dann können wir uns doch den jeweiligen C auch sparen, und allein 
Widerstände einsetzen.

Denn der wesentliche Zweck ist Spannungsaufteilung.

Da wir hiernoch nix über die Höhe derSspannung gelesen haben: Der Strom 
sollte >> Reststrom des Triacs im Opto sein. Näherungs-Praxiswert ist 
1mA durch die Widerstände. YMMV.


Wie sieht denn die Last aus? ohmsch, kapazitiv, induktiv, gemischt?

hth,
Andrew

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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ich kann Andrew nur zustimmen, die 1mA sind ein guter Wert

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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In der von mir beschriebenen Testschaltung arbeite ich nur mit 
geringenen Spannungenen (bis 20V) und einer rein ohmschen Last.

Später beträgt die Spannung bis zu 600V (+/- 300) und die Last wird eine 
Mischlast sein (ohmsch, induktiv + kapazitiv).

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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+ - 300 Volt ist doch kein Hit für einen Triac. Die normale 230V 
Wechselspannung hat ja schon einen Spitzenwert > 300V. Ein normaler 
Triac mit 800V Sperrspannung reicht da doch völlig aus.

MW

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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> Rechthaberei:

Die 10 nF haben einen Blindwiderstand von 314 kOhm bei 50 Hz, das bringt 
einen Strom von etwa 1 mA.

> Guter Rat:

Die logische Verknüpfung sollte nicht durch die Reihenschaltung der 
Triacs gelöst werden.

Viel besser wäre es, die Verknüpfung im Zündkreis auszuführen und nur 
ein Triac zu verwenden. Dann entfielen alle die Probleme,  die bei der 
Reihenschaltung auftreten.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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peter-neu-ulm wrote:
> ich kann Andrew nur zustimmen, die 1mA sind ein guter Wert

Bedankt.
Jedoch ganz wichtig: Unbedingt vorab im Datenblatt schauen, welche 
Streuung der Triac hat. Strom durch die Widerstände wie oben 
dimensionieren: >>  Sperrstrom_Triac.

dirk wrote:
> Später beträgt die Spannung bis zu 600V (+/- 300) und die Last wird eine
> Mischlast sein (ohmsch, induktiv + kapazitiv).

Dann wirst Du jede Menge neue Effekte durch induktiv und kapazitiv 
erleben.


Nun, machen wir es Stück um Stück: Laß uns erstmal Deine Testschaltung 
komplettieren.

Aber etwas wäre noch von Interesse:
Was spricht eigentlich dagegen, statt der 3 Optotriacs
Einen 800V Triac zu nehmen und diesen via Optokoppler & etwas Peripherie 
zu triggern? Wilhelm hat ja den gleichen Ansatz.

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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Wenn die Möglichkeit mit 3 Triacs in Reihe soviel nachteile mit sich 
bringt, spricht im Grunde nichts gegen die Ansteuerung über einen Triac, 
der wiederum via OK angesteuert wird.

Noch was zu den weiteren (späteren) Spezifikationen: Auf der Lastseite 
habe ich eine Frequenz von 40-60 kHz. Die Spannung ist lastseitig in 
ihrer Höhe veränderbar (zwischen + - 10V bis hin zu + - 300V).
Ist es möglich über einen Optokoppler eine Gleichspannung (z.b. 5V, je 
nach Triac) zu schalten, die am Gate des Triacs anliegt? Ich habe nur 
Schaltungsbeispiele gesehen, wo der Optokoppler über einen Widerstand 
direkt an die Lastspannung angeschlossen ist (Also das Gate des Triacs 
mit der Lastspannung gezündet wurde). Da meine Lastspannung jedoch in 
der Amplitude veränderbar ist, sehe ich da ein Problem, da das Gate des 
Triacs unterschiedliche Spannungen abbekommen würde.

Um das eben beschrieben zu verdeutlichen, habe ich eine Skizze begefügt.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Willst du nur schalten oder auch dimmen? Wenn nur schalten, dann such 
bei Fairchild, TI und anderen nach MOC3043. Ob der aber mit 60KHz klar 
kommt? Wahrscheinlich nicht. Dann musst du den Triac im Lastkreis 
zünden. Aber das ist ja auch kein großes Problem.

MW

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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40 bis 60 kHz ist sowieso keine für Triacs mögliche Arbeitsfrequenz.
Die sind nur bei Frequenzen unter einigen kHz sinnvoll.

Da ware folgende Lösung denkbar : Brücke aus (schnellen) Dioden, mit den 
AC-Anschlüssen im Lastkreis. Zwischen + und - der Brücke ein Schalter 
mit MOSFET oder bipolarem Transistor, die Steuerung über Optokoppler , 
die Verknüpfung im Steuerkreis.-

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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@Peter: Was für eine Brücke meinst du? Wärst du so nett und würdest mit 
eine kurze Skizze oder ein Link bereitstellen?

@alle: Vielen dank schonmal für eure zahlreichen Hilfestellungen!

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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@Michael: Ich will nur schalten.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Peter meinte sicher eine Schottky-Gleichrichterbrücke. Zwischen Plus und 
Minus einen Transistor, einen Wechselspannungspfad an eine ~ Seite der 
Brücke, andere ~ Seite mit der Last versehen, danach der andere Pfad 
deiner Spannungsquelle.

MW

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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Also vom Prinzip her so, wie auf der Skizze? (als Schalter dann halt 
Mosfet bzw bipolarer Transistor)

Mir ist nur nicht klar, wozu die Brücke dann noch gut ist?

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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> Das Schaltbild Unbenannt3.png stimmt,

aber es ist ja nur ein Versuch, das Prinzip zu zeigen. An der DC-Seite 
der Brücke würde ein Thyristor, ein Transistor oder ein Mosfet reichen. 
( Die Brücke macht aus dem Wechselstrom einen auch durch Mosfet 
schaltbaren Gleichstrom )

Allerdings sind Triac oder Thyri bei 40 kHz nicht verwendbar. Bis sie 
nach einem Stromdurchgang wieder sperren, ist wahrscheinlich die nächste 
Halbwelle wieder da, und nach einem erstmaligen Einschalten bei 40 kHz 
wird ein normaler Thyri wohl nicht wieder sperren. Es muss schon ein 
Transistor schalten oder ein MOSFET. Eventuell gehts auch mit einem 
"schnellen" Thyristor, sowas verwendete man früher in Zeilenendstufen 
bei TV-Geräten.

Jetzt liegt dann das Problem auf der Steuerseite ( Spannungsversorgung 
der Steuerschaltung des Mosfet.)
Für eine mögliche Lösung müsste man die ganze Schaltung wissen, also 
Eigenschaften der Last, Erdungspunkt der Lastseite,Steuerkreis auf Masse 
legbar....

aber das geht wohl out of topic

Autor: Dirk v. H. (Gast)
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>Allerdings sind Triac oder Thyri bei 40 kHz nicht verwendbar. Bis sie
>nach einem Stromdurchgang wieder sperren, ist wahrscheinlich die nächste
>Halbwelle wieder da, und nach einem erstmaligen Einschalten bei 40 kHz
>wird ein normaler Thyri wohl nicht wieder sperren. Es muss schon ein
>Transistor schalten oder ein MOSFET. Eventuell gehts auch mit einem
>"schnellen" Thyristor, sowas verwendete man früher in Zeilenendstufen
>bei TV-Geräten.


Es wäre bei meiner Anwendung auch möglich, nur zu schalten, wenn die 
Lastseite abgeschaltet ist. Es muss nicht im Betrieb geschaltet werden.

Die Sache ist die, dass zu dieser Schaltung parallel nochmal die gleiche 
hinzukommt, nur mit invertiertem steuersignal. Es soll also immer eine 
der beiden Seiten aktiv sein, die andere gesperrt. Und die Umschaltung 
kann erfolgen, wenn keine Lastspannung anliegt. Also Last aus, 
umschalten, last wieder an. Sind in diesem Fall Triacs verwendbar?

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