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
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.
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.
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
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
Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
Groß- und Kleinschreibung verwenden
Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang