Łącznik hybrydowy - sterowanie triaka i przekaźnika

Witam, mam potrzebę i pomysł wykonania łącznika hybrydowego czyli współpracującego zestyku mechanicznego z łącznikiem półprzewodnikowym.
Układ ma pracować przy prądzie przemiennym i prądach pojedynczych amperów.

Idea przy załączaniu jest taka, że najpierw zaczyna przewodzić (jest wyzwalany) półprzewodnik, a po czasowej zwłoce przekaźnik mechaniczny. Przy wyłączaniu najpierw ma się otworzyć zestyk mechaniczny, a po chwili należy przestać wyzwalać półprzewodnik. Wszystko to służy ochronie styków mechanicznych przed wypalaniem czyli zapewnieniu długotrwałego dobrego przewodzenia przez taki łącznik.
Dodatkowo układ ma mieć regulację fazy załączania i kontrolę rozejścia się styków - inaczej mówiąc potrzebny jest układ detekcji zera sinusoidy napięcia, układ opóźniający wyzwalanie oraz zabezpieczenie nie pozwalające przestać wyzwalać półprzewodnik dopóki zestyki mechaniczne się nie rozejdą.

Mój pomysł jest mniej więcej taki (mniej więcej, bo brakuje wartości elementów):

Detekcja zera napięcia na układzie PC814 - da to impuls po każdym zerze sinusoidy, impuls ten trafia na przerzutnik RS, który się zatrzaskuje dając na wyjściu stan wysoki, to powoduje zaczęci odliczania regulowanego czasu (1-10ms) na układzie NE555, zależności od trybu pracy timera, czy zmieni stan na stałe czy poda impuls kolejny przerzutnik RS, który zapamięta już zmianę stanu bądź bezpośrednio z NE555 sterować dwa tranzystory - jeden załącza traika, drugi cewkę przekaźnika (z ewentualnym opóźnieniem czasowym np. kondensator podłączony między bazę a masę? lub bez niego biorąc pod uwagę czas własny styków, który będzie większy niż czas załączenia triaka. Złącze CE tranzystora załączającego triak jest bocznikowane stykiem dodatkowym przekaźnika - do póki styki się nie rozejdą triak jest wyzwalany przez zbocznikowane złącze tranzystora. A wyłączenie realizowane jest poprzez reset przerzutników (przy braku już podawania napięcia na wejście układu).

Dla uproszczenia narysowałem schemat poglądowy:




Brakuje rezystorów w okół tranzystorów i pewnie jakichś kondensatorów, ale to wstępna koncepcja. Prosiłbym o jakąś opinię czy to ma sens zanim zacznę drążyć temat

To brzmi jak wieczny przekaźnik.

O, nawet nie wiedziałem, że jest taki projekt. Chodzi dokładnie o to samo. Jako, że projekt jest realizowany w celach dydaktycznych chciałbym aby miał regulowaną fazę załączania, miał mieć też regulowany moment wyłączania, ale z tego bajeru chyba już zrezygnuję.
Moglibyśmy mimo wszystko podyskutować o przedstawionym przeze mnie rozwiązaniu?

Witam ponownie, chciałbym prosić o jakąś opinię, wymyśliłem coś takiego:



Do detekcji zera układ PC814, potem przerzutnik RS zrobiony z dwóch bramek NOR (CD4001), z zanegowanego wyjścia wyzwalanie przerzutnika monostabilnego na 555, z regulowanym czasem, następnie negacja wyjścia trzecią bramką NOR, tak aby po upływie czasu wyzwolić przerzutnik D (CD4013) narastającym zboczem, dalej już tranzystor załączający przekaźnik i np. MOC3020 do triaka.
Przełącznik (switch) W służy do załączenia, a jako wyłączenie reset przerzutników. Do switchy oczywiście rezystory i jakieś filtry RC, schemat trochę uproszczony, wszystko zasilane 12-15V.

Czy takie coś ma szanse działać? Może jakieś inne propozycje rozwiązania problemu?

Na tym schemacie pominąłem przekaźnik i triak, chodzi mi o samo uzyskanie zmiany stanu na wyjściu po upływie czasu po wykryciu zera sieci...

Mikrokontroler raczej odpada, bo nie znam żadnego języka programowania.

Mógłbyś rozwinąć myśl z komparatorami? Myślałem na początku o tym, żeby wykrywać zera sieci poprzez porównanie z masą, ale potem i tak potrzebny będzie jakiś przerzutnik? żeby zapamiętać stan, odmierzanie czasu można też zrobić na komparatorze i jakimś układzie RC, ale jak to potem wyłączać?

W międzyczasie, w ramach ćwiczeń, narysowałem schemat w Eaglu:



Przerzutnik typu D dałem po to aby wykryć koniec odmierzanego czasu - zmianę stanu - wyzwalanie zboczem, zrobiłem tak gdyż RS zmienił by stan tuż po rozpoczęciu odliczania przez NE, a mi potrzebny był moment końca odliczenia. Problem w tym, że NE555 zmienia stan jakby dwa razy - jest np. 0 na jakiś czas 1 i znów 0, przez to jest problem bo tranzystory sterujące też by miały dwie zmiany stanu, a potrzebna jest jedna. Nie wiem czy do końca zrozumiale wyjaśniłem, być może sam się już plątam w swoim toku myślenia i przekombinowałem, bo siedzę nad tym już jakiś czas, poza tym z resetowaniem RSa jeszcze jest problem, że nie może być dwóch stanów wysokich na wejściach czyli dajmy na to jak układ liczący zostawi jedynkę na wejściu RS to go nie zresetuję...

Nie mogę zrobić układu z EdW ponieważ muszę mieć regulację czasu opóźnienia załączenia względem zera napięcia.

Działać ma tak, że po wykryciu zera sieci ma upłynąć regulowany w zakresie 1-10 ms czas i dopiero nastąpić załączenie półprzewodnika, a po nim przekaźnika. Przy wyłączaniu odwrotnie - najpierw mają się rozejść styki przekaźnika, a półprzewodnik sam wyłączy prąd w zerze, bo nie będzie już wyzwalany.

Nie wiem jak uprościć mój układ, myślałem i myślałem nad tym i wyszło mi coś takiego, może NE555 można by wyzwolić do liczenia impulsem bezpośrednio z PC814, ale nie wiem czy kolejne impulsy nie zaczną liczenia od nowa, poza tym przy takich czasach trzeba by na chwileczkę przytrzymać switcha W i dochodzi problem o którym mówiłem, ze NE zmieni stan wyjścia dwa razy czyli jakby na chwilę mi włączy tranzystory, a one mają być trwale wyzwalane i jeszcze trzeba to jakoś wyłączyć...

atom1477 napisał:

skoti123 napisał:

Nie mogę zrobić układu z EdW ponieważ muszę mieć regulację czasu opóźnienia załączenia względem zera napięcia.

No ale przecież pisałem o przerobionym układzie z EdW, a nie oryginalnym z EdW.

Jak wyglądała by ta przeróbka?

atom1477 napisał:

skoti123 napisał:

Przy wyłączaniu odwrotnie - najpierw mają się rozejść styki przekaźnika, a półprzewodnik sam wyłączy prąd w zerze, bo nie będzie już wyzwalany.

Tu nie wystarczy niewyzwalanie półprzewodnika. Musi on być wyzwalany dopóki styki przekaźnika się nie rozewrą.

Dlatego MOC3020 ma równolegle z wyjściem drugą parę styków przekaźnika, które po wyłączeniu tranzystorów dalej wyzwalają triaka do momentu rozejścia się styków przekaźnika - w szczególnym przypadku wszystko wyłączy się jednocześnie w zerze prądu, a tak najpierw styki, a półprzewodnik w chwili spadku wartości prądu do zera.

Czyli musiałbym po prostu opóźnić załączenie napięcia zasilania względem zera sieci? Jak to zrobić? Dać PC814 i RSa, który będzie sterował tranzystorem załączającym napięcie zasilania dla tego układu z EdW?

Układ dla MOC3020 wziąłem z noty katalogowej:



Wiem, że to można zrobić prościej, ale nie mam pomysłu, jakby miał to bym tu nie szukał pomocy...

Jest to projekt na przedmiot "Łączniki inteligentne", elektroniką zajmuję się się tylko hobbistycznie, coś tam wiem dlatego się na to zdecydowałem, czasowe opóźnienie jest wymagane, bo jest to projekt w celach dydaktycznych (załączanie obwodów RL).

Opóźniając załączanie samej diody trzeba jeszcze tak dobrać C2 żeby nie załączył się pierwszy, chociaż czas własny przekaźnika jest chyba na tyle duży, że i tak zamknie się jako drugi (mówię tu o 10ms)...
Opóźnienie załączenia można zrobić układem RC na bazie tranzystora (szeregowo rezystor i potencjometr, a równolegle jakiś kondensator)?

Nie, mam go wykonać w rzeczywistości, po to sobie Eagle'a zacząłem przypominać!

Wykonałem układ, lecz coś nie działa (nie wlutowałem jeszcze triaka).
Pierwszy przerzutnik działa ok, switchami mogę zmieniać stan na wyjściu. Po zmianie stanu z wysokiego na niski na wejściu NE555 (czyli wyzwoleniu) uzyskuje zmianę stanu wyjściowego z niskiego na wysoki, lecz nie wraca on na niski, kondensator ma wartość 100n, a rezystor 100k, przy tych wartościach daje do ok. 10 ms więc nawet nie powinienem zauważyć miernikiem zmiany na stan wysoki...

Problem jest też z przerzutnikiem D, na wejściu zegarowym mogę zmieniać stan (klikaniem switchy, bo NE555 działa jak bramka NOT) z wysokiego na niski i odwrotnie (impuls narastający wyzwala) lecz nic to nie zmienia na jego wyjściach, na nóżce 1 ciągle 0V, na 2 napięcie zasilania. Wejście reset podłączone przez rezystor do masy, data przez rezystor do zasilania, a set do masy.

atom1477 napisał:

Po prostu trzeba zrobić układ komparatora z silnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Tak silnym że pojedyńczy impuls z PC814 doprowadzi do trwałej zmiany stanu komparatora.
Resetowanie innym silnym impulsem o przeciwnej polaryzacji (albo podłączonego do innego wejścia komparatora).
Układ czasowy tak samo. Komparator napięcia. Porównujący napięcie referencyjne (wystarczy jakieś z dzielnika napięcia) z napięciem ładującego się kondensatora.

Chodzi o coś takiego? Wyłączanie poprzez wyłączanie zasilania...

atom1477 napisał:

skoti123 napisał:
Układ dla MOC3020 wziąłem z noty katalogowej:

Błąd i bzdura. Przyjżyj sie dokladnie !

atom1477 napisał:

Nie bardzo, bo tu sterujesz jednocześnie optotriakiem i przekaźnikiem.

Od początku tak steruję i tak to ma być.

Krzysztof Kamienski napisał:

atom1477 napisał:

skoti123 napisał:
Układ dla MOC3020 wziąłem z noty katalogowej:

Błąd i bzdura. Przyjżyj sie dokladnie !

Yyyy, nie wiem o co chodzi...

Punkt 6 podłączony niepoprawnie. Przewertuj inne aplikacje.

Krzysztof Kamienski napisał:

Punkt 6 podłączony niepoprawnie. Przewertuj inne aplikacje.

Wiem, że ludzie różnie to podłączają i różnie im działa, ale to jest sprawa, że tak powiem na chwilę obecną drugorzędna dla mnie.