Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Optokoppler und Triac Vorwiderstand


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von Peter (Gast)


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Hallo,
ich habe ein Verständnisproblem bei der Berechnung des Vorwiderstandes 
beim Gate eines Triacs über einen Optokoppler. Hier meine Sichtweise:
Ich habe einen BTA 16 Triac der mit 1,3 Volt gezündet wird und maximal 4 
Ampere am Gate verträgt. Dazu verwende ich einen MOC 3052. Dieser 
benötigt an der Lastseite 1,7 Volt und verträgt maximal 1 Ampere Strom 
im ideal Fall aber lieber 100 milli Ampere. Wenn ich nun einen 
Vorwiderstand von 220 Ohm Verwende und im ungünstigsten Zeitpunkt Zünde, 
also genau dann wenn die Peakspannung erreicht ist also im deutschen 
Netz 325 Volt, dann habe ich einen Strom von 1,46 Ampere (325 Volt - 1,3 
Volt - 1,7 Volt / 220 Ohm)? Richtig? Somit würde ich ja jetzt meine 
Optokoppler zerstören oder? Müsste ich nicht dann einen Vorwiderstand 
größer 322 Ohm wählen um maximal 1 Ampere zu erhalten?
Gibt es irgendwo eine richtige Erklärung dazu sollte ich falsch liegen?
Ist es eigentlich Egal ob der Widerstand vor oder nach dem Koppler kommt 
zum Gate? (L - R - Koppler - Gate) (L - Koppler - R - Gate)? Im Internet 
findet man beide Beispiele.
Danke für eure Hilfe!!

: Verschoben durch User
von hinz (Gast)


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Peter schrieb:
> Ich habe einen BTA 16 Triac der mit 1,3 Volt gezündet wird

Nein, der wird mit Strom gezündet.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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2 Dinge:
* In den Fairchild Datenblättern wird z.B. eine Reihenschaltung von 360 
und 470 Ohm vorgeschlagen - deutlich mehr als deine 220.

* Du vergisst, das dieser Strom höchstens so lange fliesst, bis der 
Triac gezündet hat, bei einem BTA16 also unter 2µs. Dann bricht die 
Spannung sofort zusammen und es bleibt als Rest die Sättigungsspannung 
des Triac.

von ArnoR (Gast)


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Peter schrieb:
> Müsste ich nicht dann einen Vorwiderstand
> größer 322 Ohm wählen um maximal 1 Ampere zu erhalten?

Ja, genau so ist das.

Peter schrieb:
> Gibt es irgendwo eine richtige Erklärung dazu sollte ich falsch liegen?

Normalerweise findet man im Datenblatt dazu genaue Hinweise. Seite 7 
beim MOC3052.

> Ist es eigentlich Egal ob der Widerstand vor oder nach dem Koppler kommt
> zum Gate? (L - R - Koppler - Gate) (L - Koppler - R - Gate)?

Ja.

von Peter (Gast)


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Klar wird mit dem Strom gezündet, da habe ich mir blöd ausgedrückt. Aber 
die 1,3 Volt fallen trotzdem über dem Triac ab und müssend aber mit in 
die Berechnung oder?

Die 220 Ohm habe ich aus einem Beispiel hier aus dem Forum und es 
funktioniert auch sehr gut ohne defekte. Nur nun ist mir ein Bauteil, 
scheinbar Koppler da ich auf der Lastseite nicht wie erwartet einen 
unendlich hohen Widerstand messe, zerstört worden. Nun habe ich bei der 
meiner Berechnung das Ergebnis, dass ich ja über die 1 Ampere kommen 
könnte und dadurch der MOC zerstört wurde? Oder reichen die 2us nicht 
aus?

von hinz (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Normalerweise findet man im Datenblatt dazu genaue Hinweise. Seite 7
> beim MOC3052.

Den gibts von so vielen Herstellern, steht bestimmt nicht bei allen auf 
Seite 7.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Peter schrieb:
> Die 220 Ohm habe ich aus einem Beispiel hier aus dem Forum und es
> funktioniert auch sehr gut ohne defekte. Nur nun ist mir ein Bauteil,
> scheinbar Koppler da ich auf der Lastseite nicht wie erwartet einen
> unendlich hohen Widerstand messe, zerstört worden.

Wie jetzt? Es geht ohne Defekte - aber dir ist ein Bauteil zerstört 
worden?
Wie oben schon erwähnt, sind 220 Ohm für einen 115V~ Kreis evtl. ok, 
aber bei 240V schlägt Fairchild eben deutlich mehr vor.
360+470 = etwa 830 Ohm

von Albrecht S. (albrecht_s)


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Hallo,
hier Kopie aus dem Datenblatt, allerdings MOC3041, gilt aber für alle 
MOCxxxx.
Vorwiderstand 360ohm bei 240V, Gate-Ableitung 330ohm.
Appnote des Hersteller sollte also immer funktionieren.

Zum Verständnis: die Triac zündet mittels Strom. Die Spannung am Gate 
ergibt sich aus der Betriebsweise des Triac. Dabei muss man vier 
Möglichkeiten unterscheiden, wobei jeweils A1 Anode positiv/negativ und 
Gate Positiv/negativ zu unterscheiden ist. (A1+G+, A1-G+, A1+G-,A1-G-). 
Je nach dem ergibt sich beim Triac eine unterschiedlicher 
Eingangswiderstand, also Spannung zu Strom.
In allen vier Zuständen können Triac gezündet werden. Die übliche 
Verfahrensweise isr A+G+ und A-G-, so wie in der AppNote angegeben.

Die BTAxxx-Triac zünden im allgemeinen ab >=20V Anodenspannung bei 
<=100mA, wozu der MOCxx ausgelegt ist.
Den Strompeek von 1A verträgt der MOCxx auch periodisch.

Sollte der Triac "sterben" stirbt meist auch der MOC thermisch. Da hilft 
der Begrenzerwiderstand auch nichts. Bei einem höheren Widerstand steigt 
die Spannung, ab wann der Triac zündet. Damit wird der Zündwinkel von 
ca. 10° auf  bis auf 40° verschoben. (Da sind wir ja schon fast beim 
Dimmer mit Phasenanschnitt)

Im Übrigen verwende ich die MOC3063 und BTA41-800 ohne Widerstand in 
Temperatursteuerungen 2-3kW als Phasenanschnitt und im E-Herd an den 
Ceranfeldern (2,5 und 3,5kW) als Paketsteuerung seit bald 2 Jahren.

VG Albrecht

von Peter (Gast)


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Danke für die Antworten. Scheinbar ist mein Moc3052 mit dem 220 Ohm 
Widerstand einfach nur recht knapp dimensioniert. Zwar funktioniert es 
noch da maximal 1.46 Ampere fließen und auch nur wenn bei 90° gezündet 
wird aber es kann sein wie in meinem Fall, dass es irgendwann mal knallt 
vielleicht auch nur wenn noch ein zwei andere ungünstige Einflüsse 
auftreten. Richtig? Werde nochmal die Schaltung prüfen und mit einem 
größeren Widerstand probieren.

Noch eine Frage. Was bewirkt der Widerstand von Gate zur Neutralseite?

von hinz (Gast)


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Peter schrieb:

> Noch eine Frage. Was bewirkt der Widerstand von Gate zur Neutralseite?

Hilft das Überkopfzünden wegen zu großem dU/dt zu vermeiden.

von Peter (Gast)


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Ok. Also entweder Parallel den R oder ein Snubber-Netzwerk alternativ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Und hier nochmal zum Vergleich die von mir erwähnte Fairchild 
Applikation mit MOC3021 - also wie beim TE ohne ZC Detektor, hier ist 
ein Zünden nicht nur im Nulldurchgang möglich.
Bei den Schaltungen mit ZC Detektor ist zu beachten, das ja keine hohen 
Ströme fliessen, da der Triac im Nulldurchgang gezündet wird, also im 
Moment der geringsten Spannung. Die Dimensionierung der Vorwiderstände 
kann sich also unterscheiden.

Albrecht S. schrieb:
> Im Übrigen verwende ich die MOC3063 und BTA41-800 ohne Widerstand in
> Temperatursteuerungen 2-3kW als Phasenanschnitt

Da muss ein Irrtum vorliegen. Der MOC3063 kann nicht als Phasenanschnitt 
verwendet werden, da auch er den ZC Detektor hat.

Peter schrieb:
> Also entweder Parallel den R oder ein Snubber-Netzwerk alternativ?

Nee, das eine ersetzt nicht das andere. Ob du einen Snubber benötigst, 
entscheidet deine Last. Der BTA16 wird allerdings als 'Snubberless' 
Triac verkauft, so das du evtl. gar keinen brauchst.

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


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Danke für die Info. Anbei das Datenblatt von Fairchild zum MOC3052. Da 
ist neben dem Snubber kein Ableitwiderstand eingezeichnet?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Peter schrieb:
> Da
> ist neben dem Snubber kein Ableitwiderstand eingezeichnet?

Wie bei Fairchild auch. Du siehst, die MOC Serie ist wirklich universell 
:-) Du brauchst auch keinen Ableitwiderstand, da die BTA Triacs keine 
Problem mit Überkopfzündung haben - das ist der Trick bei den 
'snubberless' Dingern.

von Peter (Gast)


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Ja aber ich dachte "Snubber" und "Ableitwiderstand" sind nicht das 
gleiche warum ist dann Snubberless wieder dazu gut auch den Widerstand 
wegzulassen ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Peter schrieb:
> Ja aber ich dachte "Snubber" und "Ableitwiderstand" sind nicht das
> gleiche warum ist dann Snubberless wieder dazu gut auch den Widerstand
> wegzulassen ?

Deswegen:

hinz schrieb:
> Peter schrieb:
>
>> Noch eine Frage. Was bewirkt der Widerstand von Gate zur Neutralseite?
>
> Hilft das Überkopfzünden wegen zu großem dU/dt zu vermeiden.

Snubberless Triacs sind gegen Überkopfzünden unempfindlich. Du musst 
aber jetzt erstmal rausfinden, ob du überhaupt einen 'Snubberless' 
verbaut hast. Das sagt dir die komplette Bezeichnung des BTA16.

von hinz (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Nee, das eine ersetzt nicht das andere. Ob du einen Snubber benötigst,
> entscheidet deine Last.

Nicht alleine. Auch Netztransienten können den nötig machen.


> Der BTA16 wird allerdings als 'Snubberless'
> Triac verkauft, so das du evtl. gar keinen brauchst.

Eben nur möglicherweise. Die als snubberless verkauften Triacs vertragen 
mehr dU/dt, aber auch sie können über Kopf zünden.

von Peter (Gast)


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Heißt Überkopfzünden also der Triac zündet wenn er gar nicht zünden 
darf? Z.b. ich lasse den Schalter vor einem Motor lost der über Triac 
gesteuert wird und beim loslassen zuckt der Motor nochmal kurz?

von Peter (Gast)


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???

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Peter schrieb:
> Heißt Überkopfzünden also der Triac zündet wenn er gar nicht zünden
> darf?

Genauso. Transienten oder Rückwirkungen der Last ( wie z.b. induktive 
Lasten) können den Triac ohne Ansteuerung trotzdem angeschaltet 'kleben' 
lassen.

von Sebastian P. (Gast)


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Albrecht S. schrieb:
> Im Übrigen verwende ich die MOC3063 und BTA41-800 ohne Widerstand in
> Temperatursteuerungen 2-3kW als Phasenanschnitt und im E-Herd an den
> Ceranfeldern (2,5 und 3,5kW) als Paketsteuerung seit bald 2 Jahren.

Hallo Albrecht,

wie hast du die Kühlung des BTA41-800 realisiert. Hast du ein Bild zur 
Hand? Wie warm/kühl hälst du die Sache - hast du Sie ausgelegt?

von Albrecht S. (albrecht_s)


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Hallo Sebastian,
Der Triac Erzeugt bei RMS 10A weniger 8W. Da is nicht so viel Aufwand 
mit Kühlung. Im E-Herd sind die Triacs einfach auf das vorhandene 
Montageblech aufgeschraubt. Hier laufen die Triacs eh auf nur ca
 3,5A bzw. 4,5A. Da wird nix heiß.
(Sind je Herdplatte zwei Triacs).
Wenn das isolierte Triacs sind, einfach direkt aufs Blech schrauben, 
gegebenenfalls Wärmeleitfolie oder -Paste verwenden.
Bild hab ich keins, da müßte ich den Herd erst ausbauen.
Viele Grüße Albrecht

von Andreas Roth (Gast)


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Leider sind die Schaltpläne der Hersteller nicht zu gebrauchen. Da gibt 
es eine unvollständige Protozeichnung, die alle anderen Hersteller 
anscheinend kopieren. Seit Jahren beschäftigt mich das Problem, aber 
jeder Versuch scheiterte, weil einfach die Beispielbeschaltungspläne 
unvollständig sind. Für den TRIAC ist es egal, wenn man die Phase mit 
dem Nulleiter vertauscht, für den Gate-Anschluss ist die Reihenfolge 
aber entscheidend. Das Gate muss unbedingt mit der gleichen Spannung 
gezündet werden, die an MT2 [oder A2 - wie andere den Anschluss 
bezeichnen - oder Pin 2 (der mittlere Pin) bei den meisten TRIAC] 
anliegt. Versucht man das mit der Spannung von MT1 (Pin 1), kann das zur 
Explosion des TRIAC führen (Kurzschluss, ist mir passiert).
Wenn man das endlich mal weiß, ist die Ansteuerung des TRIAC mit einem 
MOC Optokoppler herzlich einfach:
1. Lege Phase L an MOC.6 und TRIAC.2 (MT2)
2. Verbinde MOC.4 mit TRIAC.3 (Gate), kein Widerstand erforderlich.
3. Der Schaltausgang der Phase ist TRIAC.1 (MT1); verbinde die Last mit 
TRIAC.1 und dem Nullleiter.
Vergiss bei induktiven Lasten den Varistor nicht. Wenn die Schaltung in 
rauer Umgebung anfängt zur brummen oder rattern, füge ein RC-Glied 
10nF/100R zwischen TRIAC.1 und TRIAC.2 ein (snubber circuit, der 10nF 
sollte 360V aushalten). Passe auf die Kühlfahne des TRIAC auf, diese 
führt die Phase L. Mache die Experimente zunächst mit einem einem 12 V 
Trafo und einer LED mit 1,5 K als Vorwiderstand als Last.

von MaWin (Gast)


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Andreas Roth schrieb:
> Mache die Experimente zunächst mit einem einem 12 V Trafo und einer LED
> mit 1,5 K als Vorwiderstand als Last

Besser nicht. Die 8mA liegen unter dem Haltestrom der meisten TRIACs, 
zudem mag die LED keinen Wechselstrom.

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