Układ sterowania silnikiem przez TRIAK, obciążenie ~2A. Konieczny optotriak?

Witam Serdecznie,

Jestem tu nowy to i pewnie jeszcze masę błędów tutaj popełnię (nie ten dział/temat itp.) ale wybaczcie z góry - każdy zaczynał.

Więc do rzeczy - moi nowi koledzy, nie jestem jakimś początkującym elektronikiem, mam za sobą już różne układy, ALE... nigdy żadnego na triakach czy optotriakach. Być może moje pytanie gdzieś się już pojawiło, jeśli tak to proszę o przeniesienie, lecz sedno sprawy wygląda tak : czy triak MUSI być zawsze sterowany przez optotriaka? Albo jeszcze inaczej, czy np. mogę z baterii 9V podłączyć przez rezystory bramkę triaka by sterował on napięciem 230V (dajmy na to zwykłą żarówką nocną)? Chodzi o to, czy bramka i anody muszą mieć wspólną masę, czy musi być wszystko doprowadzane z jednego źródła czy można zastosować "zewnetrzne zasilanie" bramki.

Żeby wszystko było jasne wysyłam schemat, który opracowałem i który niezbyt był chętny do działania:

Gdy bramka dostała prąd to zmierzyłem miernikiem napięcie miedzy anodami i było tam ok 228V, lecz żarówka nie świeciła. Po wyłączeniu prądu bramki wartość spadała do 0V. Jest to dobre podłączenie czy serio coś porządnie zmaściłem? Może faktycznie tylko optotriak tutaj pomoże?

Muszę też zaznaczyć jedną rzecz, o ile ten pierwszy schemat służy mi tylko jako takie sprawdzenie czy ten triak dobrze rozumiem (choć pewnie nie skoro nie działa), to prawdziwym zastosowaniem ma być ten schemat:

Tutaj już jest wspólna masa, jeśli to ma jakieś znaczenie. Generalnie na mostek Graetza idzie napięcie ze sterownika (Siemens RVS 21), wyprostowane i filtrowane przez kondensator idzie na LED jako "oznacznik ON/OFF" no i na bramkę triaka, który... właśnie, będzie miał szansę tak zadziałać zakładając obciążenie typu silniczek wentylatora i prąd max. 2A? Jest to dla mnie niezwykle ważne. Triak to BT137X-600D.

Pierwszy mój post napisany, mam nadzieję że bez większych błędów i szkód. Jak by co to zawsze można poprawiać

Mam nadzieję na szybkie rozwianie moich wątpliwości,
Pozdrawiam!

Jaki sygnał wychodzi z tego sterownika?

Jest prąd załączenia, który trwa <1s i wynosi max. 15A, a normalnie z każdego wyjścia może iść 0.02...2A, 230V AC każdy (6 wyjść).

http://www.electronics-tutorials.ws/power/triac.html

Popatrz na typowe zastosowania triaka, jednak bezpieczniejszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie optotriaka i zmniejszenie napięcia przy pomocy zasilacza beztransformatorowego, wtedy obwód wykonawczy jest odizolowany podobnie jak w przekaźniku.

Ciągle myślę również o tym optotriaku... Załóżmy że bym go użył - wewnetrzny LED ma raczej standardowe parametry (ok. 2V i 20mA) czy jednak są większe rozbieżności? Już kilka datasheetow przejechalem i raczej to się normy trzyma, no, moze czasem nieco napiecie przewodzenia nizsze. Aczkolwiek, do tego mojego glownego sterowania, mialoby to sens optotriak-triak? Moze jakis konkretny model?

Dodano po 4 [minuty]:

Albo inaczej, bo jestem nieco ciemny z tych optotriakow, zasilam wewnetrzny LED a ten włącza wewnetrzny triak. Jesli chodzi o wyjscie, to ten na przyklad http://www.tme.eu/pl/details/moc3023m/optotriaki-tht/fairchild-semiconductor/ ma podane napiecie wyjscia (400V), natomiast z katalogu czytam (o ile sie nie myle) ze max. mozna te wyjscie obciazyc 100mA, dobrze ide?

A tak a propos, to max. napiecie wsteczne dotyczy tego LED?

Różnice są w prądzie, przy którym optotriak zostanie wyzwolony.

Masz tu cytat z DS link:

Quote:

All devices are guaranteed to trigger at an IF value less than or equal to max IFT. Therefore, recommended operating
IF lies between max IFT (30mA for MOC3020M, 15mA for MOC3010M and MOC3021M, 10mA for MOC3011M and
MOC3022M, 5mA for MOC3012M and MOC3023M) and absolute max IF (60mA).

Do takiego zastosowania lepszy byłby triak przełączający w zerze, np MOC3041.

Co do reszty, czytaj dokładnie DS i weź pod uwagę to, że optotriak służy do sterowania zewnętrznym triakiem, schematy też tam znajdziesz.

Ok, spróbuję w takim razie z tym opto i zobaczymy jak to wyjdzie.

A mógłbym prosić jeszcze o odpowiedź na moje pierwsze faktyczne pytanie - czy ten układ z baterią 9V ma prawo bytu czy w ogóle? Chodzi tylko o to by uniknąć błędów później.

ten schemat z baterią jest zbyt dziwny: bateria zasila LEDa oraz dostaje potencjał sieci przez rezystor z bramki triaka. Więc kolega budując go co najwyżej poczuje się porządnie porażony z ryzykiem odejścia z tego świata.

Ten drugi schemat jest również dziwny:
1) dlaczego napięcie/prąd sterujący triakiem nie odnosi się do żadnej z anod?
2) zasilanie LEDa sterującego triak budzi obawy

Jak już kolega elektryku5 napisał zastosuj opto-triak z serii MOC304x do sterowania triakiem wykonawczym zgodnie ze schematem od producenta/dostawcy.

Ok, o to właśnie chodziło, o rozwianie wątpliwości. W takim razie pójdę z optotriakiem, dzięki za odpowiedzi!

Dodano po 4 [godziny] 50 [minuty]:

Jeśli chodzi o optotriak MOC3043, czy dobrze z danych katalogowych wyczytałem? Prąd i napięcie LED max. 60mA i 1,5V, a na wyjściu max. 1A i 400V? Rozumiem że triak w zerze przewodzi TYLKO jeśli sinusoida dotyka 0V?

Opracowuje nowy schemat z tym opto, gdy go zrobię to wrzucę do nowego sprawdzenia.

Quote:

czy triak MUSI być zawsze sterowany przez optotriaka?

Nie.

Quote:

Albo jeszcze inaczej, czy np. mogę z baterii 9V podłączyć przez rezystory bramkę triaka by sterował on napięciem 230V (dajmy na to zwykłą żarówką nocną)? Chodzi o to, czy bramka i anody muszą mieć wspólną masę, czy musi być wszystko doprowadzane z jednego źródła czy można zastosować "zewnetrzne zasilanie" bramki.

Da się to wykonać, ale prąd może płynąć tylko w zamkniętym obwodzie, to co wpłynie przez bramkę musi wypłynąć przez anodę 1. Widziałeś ptaki siadające na przewodach wysokiego napięcia? prąd ich nie razi bo nie ma którędy płynąć, tak samo z twoim triakiem.

Triak można wyzwalać prądem bramki płynącym w dowolnym kierunku, ale jeśli to ma być prąd jednokierunkowy najkorzystniej żeby był wypływający z bramki (ujemny). Przy wyzwalaniu prądem przemiennym, korzystnie żeby polaryzacja na drugiej anodzie i bramce były zgodne.

A co do schematu 2 będzie co najmniej jednopołówkowo załaczony na stałe, bo nie uwzględniłeś tego że obwody przed i za mostkiem są ze sobą połaczone.

W porządku, więc tutaj też już jest w miarę jasność. Wiem że ten obwód zawierał błędy ale po to się tu odezwalem - żeby je wyeliminować i cieszyć się działaniem.

A co do mojego poprzedniego pytania, dobrze doczytałem te parametry optotriaka (LED i wyjście)?

Quote:

Jeśli chodzi o optotriak MOC3043, czy dobrze z danych katalogowych wyczytałem? Prąd i napięcie LED max. 60mA i 1,5V, a na wyjściu max. 1A i 400V?

Max 60mA ale 5mA wystarczy do wyzwalania. Prąd wyjściowy 1A może płynąć tylko w krótkim impulsie <100us

Quote:

Rozumiem że triak w zerze przewodzi TYLKO jeśli sinusoida dotyka 0V?

Nie przewodzi, a załącza sie tylko wtedy kiedy napiecie jest <20V, a jak już przewodzi to wiadomo że napiecie jest <2V.

Hmmm, a czy bramkę triaka można zasilić 230V..?? Bo czasem widzę takie układy...

Quote:

Hmmm, a czy bramkę triaka można zasilić 230V..?? Bo czasem widzę takie układy...

Źle postawione pytanie, nie ważne z czego zasilisz, wazne żeby prąd bramki był większy niż Igt i mniejszy niż to co podano w Limiting Values.

Czyli... nie ma znaczenia czy będzie miał 2V czy 230V? Dajmy na to że podam mu 220V (10V spadku na rezystorach) i, powiedzmy, 50mA gdy Igt wynosi 10mA. On się nie spali??

Quote:

Czyli... nie ma znaczenia czy będzie miał 2V czy 230V? Dajmy na to że podam mu 220V (10V spadku na rezystorach) i, powiedzmy, 50mA gdy Igt wynosi 10mA. On się nie spali??

Jeśli ograniczysz prąd do 50mA to sie nie spali.

Kurde, nie wiedziałem że to takie wytrzymałe skurczybyki.. bramka triaka jakoś cały czas mi się kojarzyła z bazą tranzystora, tzn. wystarczy już niewielki prąd i napięcie rzędu 0,65V żeby zaczął przewodzić. Dzięki Wam za odpowiedzi, wiele się dowiedzialem, zwłaszcza o tej bramce. Do kilku dni opracuje schemat, prosiłbym jeszcze o ostateczne sprawdzenie później żeby mieć pewność że faktycznie wszystko będzie sprawne i bezpieczne.

Quote:

Kurde, nie wiedziałem że to takie wytrzymałe skurczybyki.. Wink bramka triaka jakoś cały czas mi się kojarzyła z bazą tranzystora, tzn. wystarczy już niewielki prąd i napięcie rzędu 0,65V żeby zaczął przewodzić.

Bramka triaka i baza tranzystora nie różnią się zbytnio, może poza tym że bramka jest dwukierunkowa i do załączenia wystarczy krótki impuls, zasady są podobne jak przy tranzystorze jak ograniczysz prąd rezystorem to na bramce będzie

Aaa, czyli po prostu na bramke tak czy inaczej idzie ok. 1V i trzeba brać pod uwagę, że pozostałe 229V odłoży sie na oporach. Ale jesli taki BT137-600E Vgt ma z zakresu od 0,7V (Typ) do 1V (Max) to znaczy, ze w tym zakresie bedzie sie otwieral i nie mozna tego przekroczyc, zgadza sie? Tutaj nie ma tej samej reguly jak przy pradzie, czyli "napiecie przebicia" czy "zadzialania", jest po prostu zakres w ktorym TRIAK przewodzi?

Dodano po 10 [minuty]:

Wiec pierwszy przyklad liczenia oporu, w szereg z fazą i obciążeniem idzie A1 i A2 triaka, a równolegle - A1 i do B triaka przez 2 rezystory i optotriak (w kolejności rezystor-optotriak-rezystor-bramka). Wiec liczymy, dla tego chocby BT137-600E przyjmujemy prad 50mA i 1V na bramke:

R=230-1/0.05A=229/0.05A=4580Ohm, czyli mozna przyjac 4,5kOhm. Na dwa opory to bedzie po 2,2kOhm i zostanie ostatecznie 4,4kOhm, co zwiekszy nieco prad. Zgadza sie?

Jesli chodzi o moc tych oporow (przyjmuje pozorna jako czynna):
P=U*I=229V*0.05A=11.45W, wiec po podzieleniu na 2 opory bedzie to 5.725W na opor, wiec rezystory 7W wystarcza czy dac wiekszy zapas?

Quote:

Aaa, czyli po prostu na bramke tak czy inaczej idzie ok. 1V i trzeba brać pod uwagę, że pozostałe 229V odłoży sie na oporach. Ale jesli taki BT137-600E Vgt ma z zakresu od 0,7V (Typ) do 1V (Max) to znaczy, ze w tym zakresie bedzie sie otwieral i nie mozna tego przekroczyc, zgadza sie? Tutaj nie ma tej samej reguly jak przy pradzie, czyli "napiecie przebicia" czy "zadzialania", jest po prostu zakres w ktorym TRIAK przewodzi?

Napięcie potrzebne do wyzwolenia jest na tyle małe że w każdym układzie ogranicza sie prąd bramki rezystorem, specyfikacja podaje prąd wyzwalania Igt nie napięcie (które jest poniżej 1,5V, a typowo 0,7V ), ograniczenie od góry wynika z tego, że nie chcemy go uszkodzić.

Quote:

Wiec pierwszy przyklad liczenia oporu, w szereg z fazą i obciążeniem idzie A1 i A2 triaka, a równolegle - A1 i do B triaka przez 2 rezystory i optotriak (w kolejności rezystor-optotriak-rezystor-bramka). Wiec liczymy, dla tego chocby BT137-600E przyjmujemy prad 50mA i 1V na bramke:

R=230-1/0.05A=229/0.05A=4580Ohm, czyli mozna przyjac 4,5kOhm. Na dwa opory to bedzie po 2,2kOhm i zostanie ostatecznie 4,4kOhm, co zwiekszy nieco prad. Zgadza sie?

Jesli chodzi o moc tych oporow (przyjmuje pozorna jako czynna):
P=U*I=229V*0.05A=11.45W, wiec po podzieleniu na 2 opory bedzie to 5.725W na opor, wiec rezystory 7W wystarcza czy dac wiekszy zapas?

To nie do końca tak wygląda, chcemy żeby triak zaczął przewodzić jak najwcześniej, żeby nie ograniczać napięcia średniego na obciążeniu, czyli chcemy go załączyć gdy wartość chwilowa napięcia wynosi kilkanaście-kilkadziesiąt woltów, im mniejsza rezystancja tym lepiej, ale jest ograniczenie, jeśli optotriak zostanie załączony w szczycie napięcia sieciowego, popłynie duży prąd i ten prąd nie powinien przekroczyć 1A, dlatego bardzo często spotykana wartość rezystora w tym układzie to 330?, straty mocy w rezystorze przez kilka us będą >300W ale ponieważ cały układ zasilany jest szeregowo z obciążeniem po załączeniu triaka napięcie na rezystorach spada do 0V. W kolejnym półokresie jeśli R=330? Igt=50mA triak załączy się gdy napięcie sieciowe osiągnie nieco poniżej 20V (16,5V na R + spadek napięcia na bramce i optotriaku).

Teoretycznie układ z optotriakiem z detekcja zera mógł by mieć rezystor mniejszy od 330? bo nie powinien załączyć się w szczycie, jednak nie widziałem żeby ktokolwiek stosował takie rozwiązanie, może lepiej mieć zapas gdyby miał się załączyć w wyniku jakiejś anomalii np. zakłóceń z sieci.

W takim razie spróbuję zbudować schemat na tym, który jest pokazany w DS MOC304x. Te rezystory 360/330 na pewno wystarczą? Jest to faktycznie jakiś taki... standard? Czy trzeba dac jeszcze jakieś kondensatory filtrujące czy same rezystory wystarczą do sterowania tym triakiem? A propos BT137, taki rzeczywiście max prąd bramki to 2A, zgadza się?

Dodano po 7 [minuty]:

I jakie moce muszą mieć te rezystory? Bo też trochę mnie przeraziles tym, niby chwilowym ale jednak, >300W..

Inaczej zadam pytanie, jestem w trakcie opracowywania tego ukladu, wiec zakladajac ze moim obciazeniem jest ten silniczek, ktory bierze max 2A, sugeruje sie schematem i wszelkimi wartosciami z DS http://www.deradiobeurs.nl/GetPDF.ashx?artcode=100090022 na stronie 4. Czy a propos tego, trzeba stamtąd brać pod uwage ten rezystor 39Ohm i kondensator 0.01uF czy mozna to pominac? I czy te rezystory 360 i 330 moge jednak dobrać pod moc ok. 230V i 50mA (11.5W) czy dobrać zapas na ten mozliwy chwilowy skok?

Quote:

W takim razie spróbuję zbudować schemat na tym, który jest pokazany w DS MOC304x. Te rezystory 360/330 na pewno wystarczą?

W większości DS podają tyloko wartość, tu masz opis jak to było liczone:
Link

Quote:

A propos BT137, taki rzeczywiście max prąd bramki to 2A, zgadza się?

Impulsowy, jakbyś chciał znać ciągły trzeba by szacować z mocy i napiecia przewodzenia

Quote:

Czy trzeba dac jeszcze jakieś kondensatory filtrujące czy same rezystory wystarczą do sterowania tym triakiem?

Czasem siespotyka dla obciążeeń indukcyjnych.

I jakie moce muszą mieć te rezystory? Bo też trochę mnie przeraziles tym, niby chwilowym ale jednak, >300W..[/quote]0,25W są powszechnie stosowane czasem spotyka sie 0,5W, unikał bym tylko metalizowanych bo te są bardzo wrażliwe na przeciążenia, niewiele jest rezystorów dla których producent podaje dopuszczalne impulasowe przeciążenia, jeśli problem nie jest powszechnie znany to chyba nie powoduje częstych kłopotów.

Quote:

Czy a propos tego, trzeba stamtąd brać pod uwage ten rezystor 39Ohm i kondensator 0.01uF czy mozna to pominac?

To snubber ogranicza szybkość narastania napiecia na triaku triaku i tłumi zakłócenia.

Quote:

I czy te rezystory 360 i 330 moge jednak dobrać pod moc ok. 230V i 50mA (11.5W) czy dobrać zapas na ten mozliwy chwilowy skok?

Daj małej mocy.

Super, dziękuję koledzy za multum porad, rad, wskazówek i wszelkiej pomocy, jeszcze dziś wrzucę gotowy nowy schemat wraz ze wszelkimi obliczeniami itd., jeśli jeszcze ocenicie to co wykonam to będę niezwykle i dozgonnie wdzięczny.

Jeszcze tylko podsumowując, opór dla strony sterowania optotriaka (czyli po prostu wewnętrzny LED) dobiorę bez problemu z Prawa Ohma, natomiast strone wykonawczą (wewnetrzny triak) wezme z DS wraz z podanymi oporami i calym schematem wykonawczym, PLUS do tego te rezystory 360/330 po 0.5W każdy (tak jednak bede spokojniejszy zamiast tych 0.25W). Zabieram sie do roboty i powiadomię o efektach!

Dodano po 4 [godziny] 51 [minuty]:

Oto i nowy schemat, triak sterowany optotriakiem wg. wszelkich Waszych zaleceń i wskazówek:

Jeśli chodzi o wartości i dane poszczególnych elementów to wygląda to następująco:
a) Diody na Graetzu to 1N4004, prąd przewodzenia 1A, napiecie 400V a spadek 1.1V. Wygląda, że jest ok na to co potrzebuję (zakładam w części uruchamiającej triaka, czyli LED optotriaka i LED na zewnątrz, że potrzebuję 10mA na opto i 20mA na drugi LED, w sumie 30mA).

b) Kondensator elektrolityczny 32uF i napięcie 250V (zmienić na 400V??).

c) R1= 228.9-3/0.03A=225.9V/0.03A=7.5kOhm (wzięto pod uwagę spadek na diodach Graetza) i moc P=225.9*0.03=7W

d) R2=3-1.3V/0.01A=1.7V/0.01A=160Ohm i moc P=1.7*0.01=17mW

e) R3=3-2V/0.02A=1V/0.02A=50Ohm i moc P=1*0.02=20mW

f) R4 i R5 - opory dobrane zgodnie ze schematem z DS MOC304x, a więc zgodnie 360Ohm i 330Ohm, a także wg. porad kolegi jarka_lnx - moc tych rezystorów po 0.5W każdy.

g) Konkretny model triaka, jak juz to zostalo napisane, to BT137X-600D. On ma dość niski prąd bramki, toteż myślę że byłby odpowiednim kandydatem, a do tego napięcie do 600V i max. 8A. Mysle ze bedzie ok?

h) Optotriak to rowniez to co bylo mowione od poczatku, MOC3043. Jego parametry rowniez sa wystarczajace, no i przelaczanie w zerze - juz sie dowiedzialem ze minimalizuje zaklocenia wiec takze nie powinno byc problemu.

Wiem, ze niektore wartosci Ohm'ow czy Watow sa nieznacznie pomniejszone/zwiekszone ale to moje celowe zaokraglanie - wartosci dostosowywane do istniejacych wartosci rezystorow itd.

Proszę Was koledzy jeszcze o to sprawdzenie i odpowiedź, czy takie cos juz ma sens bycia, kolejny raz bede niezwykle wdzieczny za pomoc!

Z rezystorami słaby pomysł, bo będziesz miał niezłą grzałkę, weź zasilacz z tego postu:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic165699-30.html#1229002

Ok, czyli jeszcze to, ale po za tym drobnym szczegółem - wszystko, cala reszta moze zostac, moge sie spodziewac prawidlowego dzialania?

Po to masz Opto-triaka, aby można było odseparować sterowanie zasilaniem od urządzenia zasilanego, więc nie jest potrzebna masa łącząca pod opto-triakiem(pomiędzy R5, a LED wewnętrznym), która przy nieprawidłowym podłączeniu przewodów może stać się fazą oraz może nieprawidłowo wpływać na sterowanie.

A co do zasilania sterowania to tak jak kolega wyżej ujął.

P.S. Możesz wykorzystać również wyjścia D1(grzanie), D2(chłodzenie) i D3(załączanie pompy ciepła) ze złącza X75, które wyprowadza napięcia sterujące +12V. Oraz wyjścia UX1 i UX2 z X80 i UX3 z X75 napięcia 0..+10/PWM.

Cały ten schemat wziąłem z DS, czyli ten R5 powinien zzniknąć? Czy może wpakować go szeregowo? Albo wogole dac inny rezystor?

Dodano po 4 [minuty]:

Może inaczej powiem, robię ten układ na miejscu stycznika i było takie same podłączenie masy.

Dodano po 3 [godziny] 45 [minuty]:

Takie samo podłączenie masy, tzn. i cewka stycznika i styk były podpiete pod jedną, wspólna masę i tutaj zrobiłem tak samo. Więc jak inaczej możnaby było to podpiąc (przypominam że wszystko wzięte z DS)?

Przecież chyba jasno napisałem, że odcinek ścieżki pomiędzy R5 i LED wewnętrznym opto-triaka jest zbędny, aż wręcz niebezpieczny !

P.S. To dlaczego napisałeś na schemacie obciążenie skoro jest/było wspólne N ? Lepiej znajdź jakiegoś znajomego elektryka, który jeszcze posprawdza wszystko na sucho przed podłączeniem do sterownika, który możesz zniszczyć przez swoja niewiedzę.

Nie zrozumieliśmy się. Ale też fakt, nie dopisalem że jest tam N przez co wyszła pewna niejasnosc. Zapytam jeszcze calkowicie inaczej, wywale ten R5, ok, zgadzam się i masz rację. Ale w takim razie sam ten 360Ohm wystarczy czy dołożyć jeszcze jakiś? Bo zazwyczaj widuje takie układy, gdzie są 2 rezystory po 220.

Wybacz za kilka niejasności, cały czas robię na bieżąco z tym co tu piszecie ale akurat tutaj faktycznie zapomniałem o tych szczegółach.. Więc zostaje jeszcze tylko pytanie o te rezystory.

Dodano po 3 [minuty]:

I jeszcze raz mówię - pierwszy raz używam triaka to i też sam mam jeszcze pewne wątpliwości, czasem jak widzisz i blache ale chce się ich pozbyć, dlatego właśnie Was poprosiłem o pomoc.