Announcement: there is an English version of this forum on 
Hi, Im Anhang findet ihr die prinzipielle Anordnung des Projektes. Es gibt eine Messeinheit, die die Netzfrequenz, die Netzspannung und den Netzstrom über einen Atmega uC misst/ermittelt. Bis dato dient diese Einheit lediglich zur Messaufnahme und Verarbeitung und funktioniert. Das kann also als gegeben angenommen werden. Meine Aufgabe ist es, das Projekt weiterzuführen und eine thermische Last zu regeln. Mein Betreuer hat keine genauen Spezifikationen gegeben, weshalb ich eure Meinung erbitten möchte. Ich habe mir einen unkontrollierten Gleichrichter überlegt, um erstmal eine DC Spannung zu erzeugen. Da der Gleichrichter unkontrolliert ist, hängt die Ausgangsspannung im Mittel zunächst von der Größe des Kondensators ab. Diesen habe ich zu ~500uF bestimmt, um den Ripple mehr oder weniger auf +-10% des DC Wertes zu begrenzen. Die Last soll laut Betreuer nicht weniger als 200W sein, weshalb ich folgende Annahme gemacht habe: 300V Ausgangsspannung und 300W Leistung ergibt einen Strom von 1A. Als Gleichrichterdioden habe ich die 1N5406 herausgesucht, da sie vom Strom und Spannung passen sollten. Alternativen zur 1N5406 sind natürlich willkommen. Jetzt frage ich mich, wie ich die thermische Last realisieren kann. Grundsätzlich dachte ich an ein Wasserbecken, dessen Temperatur über PWM geregelt wird. Allerdings hört hier mein Latein bereits auf. Wie kann ich meinen eigenen Wasserkocher selbst realisieren? :D Über Hilfe/Anregung/Kritik bin ich dankbar. Gruß
Angehängte Dateien:
-
Untitled.jpeg
370 KB
Hallo Bei uns war an der Uni immer eine uralte Kochplatte sehr beliebt. Da wurde dann immer die Temperatur geregelt. Gruß Joachim
Hi, danke schon mal. Das mit der Heizplatte klingt gut; schaue ich mir mal näher an. Gregor B. schrieb: > http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingungspaketsteuerung > > Realisierung mittels TRIAC. An einen Schalter für Wechselstrom habe ich auch gedacht bzw. habe ein wenig darüber gelesen. Allerdings kenne ich mich mit TRIACs 0 aus und ein erster Blick auf deren Wirkungsweise und Ansteuerung sieht verhältnismäßig kompliziert aus. Mein Wissen begrenzt sich derweil nur auf MOSFETs und IGBTs. Gruß
Hi Joachim, XXX schrieb: > Bei uns war an der Uni immer eine uralte Kochplatte > sehr beliebt. Da wurde dann immer die Temperatur geregelt. Die Idee mit der Kochplatte finde ich sehr interessant. Hast du dazu nähere Infos? Ich frage mich gerade, ob ihr auch zunächst eine AC/DC Wandlung durchgeführt und die Kochplatte dann letztendlich an die DC Seite gepackt habt. Die Variante mit dem TRIAC finde ich ehrlich gesagt ein wenig umständlich, wenn man nicht gerade erfahren mit diesen Bausteinen ist. Speziell frage ich mich z.B. was im Aufheizmoment in der Kochplatte passiert. Die PWM Regelung wird in diesem Moment ja einen sehr hohen Tastgrad haben, was bedeutet, dass ein recht hoher Strom fließt. Entsprechend müssten doch auch die Bauteile großzügig dimensioniert werden. Oder implementiert man softwareseitig eine Art soft-start zwecks Strombegrenzung? Gruß
Warum willst du 4 Dioden plus Mosfet im Leistungszweig haben wenn es Ein Triac genauso tut. Du hast dir den Link von Gregor B wohl noch nicht angesehen. Mach das bevor das hier weitergeht. Mach dir Gedanken welche Zeitkonstante dein zu regelndes System hat. Wie schnell also eine Regelung sein müsste.
UR-Schmitt schrieb: > Warum willst du 4 Dioden plus Mosfet im Leistungszweig haben wenn es Ein > Triac genauso tut. Hatte ich geschrieben. Von dem, was ich über TRIACs gelesen habe, bin ich zu dem Entschluss gekommen, dass deren Ansteuerung aufwendiger ist. Ich habe gelesen (Quelle finde ich nicht mehr), dass es 4 Bereiche beim TRIAC gibt und dementsprechend ein anderer Ansteuerstrom benötigt wird. > Du hast dir den Link von Gregor B wohl noch nicht angesehen. Mach das > bevor das hier weitergeht. Doch, habe ich. Wie ich eine Schwingungspaketsteuerung in einem uC realisieren kann, ist mir bis jetzt auch nicht klar, da ich mich eigentlich nur mit PWM auskenne. > Mach dir Gedanken welche Zeitkonstante dein zu regelndes System hat. Wie > schnell also eine Regelung sein müsste. Was haben die Zeitkonstanten mit meinen Fragen zu tun? Um die würde ich mir Gedanken machen, wenn es um die Reglerauslegung geht.
DAnn lies nochmal über TRIACS nach bzw such dir fertige Schaltungen, dürfte es so einige geben...
hi @all, okay, ihr habt mich überzeugt. Ich werde das - wie ich ihr vorgeschlagen habt - mit einem TRIAC realisieren und ich habe mich auch schon in TRIACs eingelesen. Dennoch habe ich einige Verständnisprobleme und erbitte eure Hilfe. In diesem Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/TRIAC ist ein Bild zur Phasenanschnittssteuerung gezeigt. Es verwendet den MOC3052. (1) Sehe ich das richtig, dass der Triac nur im 1. und 4. Quadranten angesteuert wird, sprich Quadrant 2 und 3 gibt es nicht? In anderen Worten: Wenn ich einen uC verwende, reicht dessen logisch 0 und logisch 1 um den Triac zu steuern? (2) Warum ist der Pin des uC an der Kathode der Photodiode im Optotriac? Das kehrt doch die ganze Logik um (wenn ich den Leistungstriac einschalten will, benötige ich eine logische 0 am uC). Kann ich nicht theoretisch die Kathode der Photodiode an GND anschließen und die Anode an den uC? Danke. Gruß
(1) Die Quadranten können dir egal sein. Alles was du machst ist nach dem Nulldurchgang (gibt entsprechende Erkennungsschaltungen) eine gewisse Zeit zu warten (je nach dimmung) und dann ca. 1-2 ms den optotriac an zumachen. Bei etwas so trägem wie einer Heizung reicht aber eine Wellenpaketsteuerung. D.h. du machst via eines Nulldurchgangs-optotriacs einfach ne sehr langsame pwm (ca 2s pro Zyklus) , die Trägheit der beheizten Masse glättet das schon....
@al3ko (Gast) >Sehe ich das richtig, dass der Triac nur im 1. und 4. Quadranten >angesteuert wird, sprich Quadrant 2 und 3 gibt es nicht? Ja. >Wenn ich einen uC verwende, reicht dessen logisch 0 und logisch 1 um den >Triac zu steuern? Ja. Hat aber mit den Quadranten nix zu tun. >Warum ist der Pin des uC an der Kathode der Photodiode im Optotriac? Warum nicht. Kann man so oder so machen, reine Geschmackssache. Ausserdem gibt es auch heute noch einige Mikrocontroller mit Open Drain Ausgängen, wie der nicht tot zu kriegende 8051, der kann nur nach GND viel Strom schalten.
al3ko schrieb: > (2) > Warum ist der Pin des uC an der Kathode der Photodiode im Optotriac? Das > kehrt doch die ganze Logik um (wenn ich den Leistungstriac einschalten > will, benötige ich eine logische 0 am uC). Kann ich nicht theoretisch > die Kathode der Photodiode an GND anschließen und die Anode an den uC? Geht natürlich auch, bleibt dir überlassen, wie du das machst. :)
Warum nicht einfach ein SSR (SolidStateRelais) nehmen? Die Regelung ist sowieso über Schwingungspaketsteuerung zu machen und das (richtige) SSR kümmert sich dann automatisch um das Schalten im Nulldurchgang.
UR-Schmitt schrieb: > ein SSR (SolidStateRelais) nehmen? Ist sicher eleganter als ein Bi-Metall braucht aber etwas Platz für den Kühlkörper. Gut, daß Heizplatte ein ohmscher Verbraucher ist. Sonst Beitrag "Halbleiterrelais für induktive Last"
Angehängte Dateien:
Hi, danke schon mal. Ich habe mich jetzt noch weiter mit Triacs und deren Ansteuerung befasst. Dazu möchte ich gerne auf das Bild im Anhang verweisen, das ich aus dem Triac Artikel genommen habe. http://www.mikrocontroller.net/articles/TRIAC Widerstände R2 und R3: Warum 240 Ohm insgesamt? Der Effektivwert der Phase beträgt 230V und laut Datenblatt soll der max. Steuerstrom auf 1A limitiert werden. Aber muss man nicht die Amplitude berücksichtigen? Sprich: R=325V/1A ~=325 Ohm ? Ferner habe ich eine Frage zum RC Netzwerk: Da die Heizplatte bzw. die Glühbirne (ich fange erstmal mit einer Glühlampe an) als rein resistiv betrachtet werden kann, ist das RC Netzwerk für mich überflüssig? So verstehe ich das Datenblatt jedenfalls. Abschließend meine Frage: Ich werde für die Glühlampe Phasenanschnittssteuerung verwenden. Ist für eine 60W Glühlampe ein LC Filter am Eingang nötig, um Oberwellen bzw. Rauschen zu unterdrücken? Oder ist bei der Leistung kein Filter am Eingang nötig? Falls das Filter nötig ist, welche Werte als Faustregel kann man da nehmen? Danke. Gruß
EDIT: Ich sehe gerade, dass eine Induktivität L1 an der Phase ist. Die zusammen mit dem RC Netzwerk ergibt doch ein Eingangsfilter. Richtig?
Hallo, es tut mir Leid, wenn ich euch damit weiter belästigen muss. Aber es wäre nett, wenn ihr noch mal auf meine Verständnisfrage mit den 2x120 Ohm Widerständen (R2 und R3) eingehen könntet. Ferner habe ich jetzt wie folgt weitergemacht: Die Heizplatte hat eine Leistungsaufnahme von 500W. Bei 230V ergibt das einen Laststrom von 2,17A Ich habe mir folgenden TRIAC ausgesucht: http://dk.farnell.com/nxp/bt136x-600e/triac-4q-4a-600v-to220f/dp/2074973?Ntt=2074973 Datenblatt befindet sich hier: http://www.farnell.com/datasheets/1581449.pdf Der TRIAC kann 4A effektiv (bei einer vollen Sinuswelle) sowie 600V aushalten. Das sollte m.E. mehr als ausreichend sein. Die Verlustleistung habe ich großzügig zu max. 4W angenommen (bei 2.2A und 180° Vollanschnitt beträgt die Verlustleistung 3W). Ich kann mit den Wärmewiderständen nicht sonderlich viel anfangen und habe die Rechnung deshalb auf 5.5K/W bezogen (Thermal resistance junction to heatsink with heatsink compound). Umgebungstemperatur habe ich zu 30°C angenommen, max. Operationstemperatur beträgt 125°C Daraus ergibt sich folgende Rechnung:
Ich habe einen Kühlkörper mit 11 K/W genommen, um ein wenig Puffer zu haben. http://dk.farnell.com/aavid-thermalloy/7019bg/heat-sink/dp/1425261?Ntt=1425261 Wäre nett, wenn ihr einmal einen Blick darauf werfen und Feedback geben könntet, ob der TRIAC mit Heatsink angemessen sind oder ob ich damit völlig am Tor vorbeigeschossen habe. Danke und Gruß, al3ko
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten