Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie żarówkami LED triakiem

21 Sty 2017 20:57 1965 26
  • Poziom 26  
    Witam,
    Od razu zaznaczam, że nie chodzi mi o ściemniacz tylko zwykłe załączanie lamp LED triakiem sterowanym z optotriaka. Klasyczny schemat zawiera kondensator, który powoduje świecenie lampy (słabsze) bez wysterowania triaka. Jak można to rozwiązać ? Odłączenie tego kondensatora powoduje, że układ nie działa.
    Poniższy schemat jest tylko przykładem.

    Sterowanie żarówkami LED triakiem

    PS.
    Mała poprawka. Przetestowałem, że zwykła żarówka równolegle połączona gasi LED.
    A więc UE chyba tak szybko nas nie pozbawi klasycznego wynalazku Edisona :D.
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 38  
    A dlaczego nie możesz zastosować przekaźnika?
  • Poziom 26  
    Hmm. . . no raczej nie bo jest za duży i potrzebuje dużo prądu do wysterowania.
    To coś co projektuję jest sterowane mikrokontrolerem ze skąpym zasilaczem.
    Poza tym zastosowałem optotriak, który załącza w zerze. Żaden przekaźnik ( no może SSR) tego nie zapewni.
  • Warunkowo odblokowany
    Te układ działać nie będzie jako wyłącznik sterowany w zerze. Poszukaj sobie sterowania triakiem przez optotriak jest tego sporo a wystarczy klasyczny układ z noty aplikacyjnej optotriaka. Tu uwaga rezystory zastosowane w obwodach triaka nie są konieczne ani ich wartości za obowiązujące równie dobrze może ich nie być.
  • Poziom 26  
    Tak jak napisałem ten schemat to tylko przykład jaki miałem pod ręką. Docelowo zastosuję MOC3043 a on ma załączanie w zerze. Ale znalazłem schemat, na którym nie było kondensatora. Biorąc pod uwagę , że nie mam obciążenia indukcyjnego to z tego filtra RC mogę zrezygnować.
    Przetestuję to na lampach LED jak dojdzie przesyłka.
  • Poziom 26  
    Wszystko się wyjaśniło. Przyszła przesyłka, więc szybko zabrałem się do pracy i ... porażka. Triak załączał się samoczynnie, a jak odpiąłem jeden opornik to zaś się nie włączał. Jak podłączałem sam MOC3043 i małą żarówkę to działało.
    Po dokładniejszej analizie okazało się, że miałem odwrotnie podłączone anody triaka :| . Jak zamieniłem to wszystko się naprawiło. Wszytko hula jak trza i bez kondensatora zarówno z żarówkami jak lampami LED, świetlówkami i mieszane różne kombinacje.
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 26  
    Jednak pojawił się nowy problem. Lampy LED są fajne, energooszczędne, tylko że ta właściwość generuje problemy. Taka lampa świeci (wprawdzie słabiej) nawet przy bardzo małym prądzie np, podłączyłem przez szeregowy rezystor 1 Mom i franca świeciła (prąd ok. 0.2 mA). Ta właściwość eliminuje możliwość stworzenia zasilacza jakiegoś układu sterowania oświetleniem , który byłby podłączony równolegle do styków wyłącznika lampy. :( Pozostaje jedynie rozwiązanie z równoległą klasyczną żarówką, której zimne włókno ma bardzo małą rezystancję i sprowadza napięcie na lampach poniżej progu przewodzenia. Fajnie by było gdyby w lampach LED były np. diody Zenera podnoszące próg przewodzenia. Ale to jest nierealne, bo musiały by zostać wyeliminowane rezystory rozładowujące kondensator w lampie, a to ze względów bezpieczeństwa nie może być zrobione.
  • Poziom 26  
    Znalazłem takie coś o LEDach Link . Z tego wnioskuję, że dla większości lamp ledowych to napięcie wynosi ok 50V. No i muszę jeszcze spróbować z tym kondensatorem równolegle do lampy. Kondensator ma tą zaletę, że nie pobiera mocy czynnej bo cos fi jest bliski zera (pojemność przyspiesza prąd, PPP jak pamiętam z wykładów z elektrotechniki :) ).
  • Poziom 29  
    koczis_ws napisał:
    No i muszę jeszcze spróbować z tym kondensatorem równolegle do lampy.

    Z kondensatorem triak będzie załączony na stałe - bez możliwości jakiegokolwiek sterowania.
  • Poziom 26  
    Muszę to sprawdzić bo jakoś nie chce mi się wierzyć. W końcu lampa LED jest widziana jako obciążenie pojemnościowe ( w trzonku znajduje się zasilacz kondensatorowy) i jak na razie steruje je triakiem.
  • Poziom 29  
    W lampie jest kondensator szeregowy w celu ograniczenia prądu (reaktancja pojemnościowa), nie równoległy.
    Ponadto, opóźnienie wyłączenia triaka przed zmianą biegunowości napięcia (triak wyłącza się po zaniku napięcia między A1 A2) może spowodować zwarcie.
  • Poziom 26  
    Sprawdziłem. Z kondensatorem jest OK. :):)
    Lampa nie świeci bez wysterowania. Triak załącza i wyłącza prawidłowo, MOC 3043 ( z wykrywaniem zera) nie sprawia żadnych problemów, zwykły optotriak K3020 również. Równolegle do wyłącznika oświetlenia podłączyłem układ sterowania lampami, który bez wysterowania wyjścia pobiera ok. 10 mA i teraz już nie powoduje świecenia lamp ledowych.
    Sprawdzałem na najsłabszej lampce jaką miałem 3 W i na silniejszych 7 W i zawsze efekt jest pozytywny. Zastosowałem kondensator 0.55 mikrofaradów. Napięcie na zaciskach lampy wynosi ok. 6 V, a bez kondensatora ok.55 V.
    Wygląda na to, że znalazłem rozwiązanie. :D

    PS.
    _jta_ opornik nie spełnia zadania a dodatkowo pobiera moc czynną czyli wpływa na zużycie energii, niby jakieś ćwierć wata ale zawsze coś.
  • Specjalista elektronik
    Wygląda na to, że kondensator mógłby być dużo mniejszy - przy 50Hz 0.55uF ma impedancję poniżej 6k. Może wystarczy 0.1uF, albo i odrobinę mniejszy? Wtedy na lampie powinno być ze 33V.

    Zwróć uwagę na napięcie znamionowe i typ kondensatora. Niektóre kondensatory mają podwójne oznaczenie napięcia, np. 500VDC, 275VAC - te z VAC od 275 nadają się. A niektóre bez takich oznaczeń mogą być podłączane pod napięcie zmienne, byleby szczytowa wartość tego napięcia nie przekraczała znamionowego. Ale większość typów nie nadaje się do włączania pod napięcie sieci, choćby ich napięcie znamionowe było 400V, a nawet większe. Po podłączeniu niby działają, ale po jakimś czasie wysiadają.

    Jeśli w stanie wyłączonym płynie tam jakiś prąd przez jakąś oporność, to w niej wydziela się ciepło. I z kondensatorem wydziela się prawie tyle, co przy zwarciu, a z opornikiem może mniej - jeśli więc lampa ma być włączana bardzo rzadko (np. średnio minutę dziennie), to może się okazać, że z opornikiem straty mocy będą mniejsze; jeśli znacznie częściej, to korzystniejszy będzie kondensator, bo on nie powoduje strat, kiedy lampa jest włączona, a jak jest wyłączona, to straty są bardzo małe, tym bardziej ich różnica.

    Jeśli chcesz ustalić, czy ten prąd, który powodował świecenie lampy, gdy była wyłączona, płynął przez oporność, czy przez pojemność (np. pojemność kabli), to zmierz napięcia na lampie (z równoległym kondensatorem, ale może mniejszym) i na wyłączniku - jeśli ich suma jest równa napięciu sieci, to znaczy, że prąd płynie przez pojemność; jeśli na wyłączniku jest prawie pełne napięcie sieci, to przez oporność.
  • Poziom 26  
    Dzięki za wykład o kondensatorach, ale to akurat wiedziałem. Zastosowałem 0.55 mikF bo akurat taki wpadł w ręce :) i on jest przystosowany do pracy w sieci. Później dobiorę optymalny do tej instalacji.
    Z moich przemyśleń wynika, że trzeba go tak dobrać żeby napięcie na wyłączonych lampach z podłączonym kondensatorem było mniejsze od napięcia przewodzenia LED w lampie, a ono wynosi mniej więcej: ilość LED x napięcie przewodzenia jednego LED. Zazwyczaj widziałem 17 diod czyli to napięcie powinno być mniejsze od 35 V (dla 2.1 V na diodę ).

    PS.
    Napięcie na kondensatorze zależy od prądu pobieranego przez układ regulacji podpięty do wyłącznika. Jak zwiększyłem do ok 13 mA to napięcie wzrosło do 40 V, ale lampa nadal nie świeci. Popełniłem drobny błąd w obliczeniach bo białe LED mają napięcie przewodzenia ok 5 V.
    Te ostatnie wiadomości i eksperymenty pozwoliły mi na znaczne uproszczenie układu zasilania sterownika oświetlenia,wystarczy kondensator, opornik ograniczający prąd rozruchu, mostek prostowniczy, kondensator elektrolityczny,dioda zenera i właściwie wszystko. Pomijam rezystory rozładowujące bo nie będzie możliwości kontaktu ręką z układem.
  • Poziom 26  
    Przeanalizowałem to jeszcze raz, policzyłem co trzeba i wysnułem z tego następujące wnioski, które może się komuś przydadzą.
    Jeśli zastosujemy zasilacz beztransformatorowy, połączony równolegle do wyłącznika lamp, lub mamy neonówkę do podświetlania kontaktu (ona pobiera ok 5 mA) to:
    1. Pojemność kondensatora użytego do gaszenia niewysterowanych lamp LED jest tym większa im mniejszej mocy jest lampa i np. dla lampy 3 W wynosi 550 nF a dla 7 W 330 nF (sprawdzone),
    2. Rezystor gaszący lampę 3 W może mieć max 5.6 kOM (obliczone ale nie chciałem sprawdzać) co daje obciążenie prawie 10 W ! , więc raczej odpada, lepszy kondensator,
    3. Zwykła żarówka, nawet małej mocy (15 W) , połączona równolegle gasi LEDy,
    4. Jeśli w obwodzie mamy połączone równolegle LEDy o różnej mocy to kondensator musi być zastosowany taki jak do najmniejszej,( mocniejsza lampa nie gasi słabszej),
    5. Nie warto przepłacać za wynalazki gaszące LEDy jak mamy neonówkę w kontakcie bo są to zwykłe kondensatory z równoległym opornikiem rozładowującym, kosztujące grosze, tylko ładnie obudowane i mądrze nazwane :). W podanym w poście #9 linku jest takie cóś "moduł Fibaro Bypass (FGB001)" kosztujący 40 zł :D.
  • Specjalista elektronik
    Żarówka pewnie by wystarczyła i 3W, ale skąd taką wziąć?

    Można by coś wykombinować na tranzystorach, ale teraz nie dam rady narysować - idea byłaby taka: mostek z 1N4007 i układ z 2 tranzystorów (w tym jeden wysokonapięciowy, na 400V; oba o tej samej polaryzacji) i paru oporników, który przy napięciu około 20V przepuści z 6mA, a przy wyższym mniej, nieco poniżej 1mA; ten wysokonapięciowy miałby kolektor podłączony do zasilania (uznajmy, że jedno wyjście mostka to "zasilanie", a drugie to "masa"), emiter przez opornik 120R do masy, bazę przez opornik 270k do zasilania; drugi miałby kolektor do bazy pierwszego, emiter do masy, bazę przez opornik do emitera pierwszego i przez drugi opornik do zasilania.
  • Poziom 26  
    żarówka 3 W odpada. Ona pobiera 13 mA, czyli mniej niż podłączony zasilacz , więc może LED by nie świecił, ale za to świeciła by ta żarówka.
    Ten układ z tranzystorami wygląda trochę skomplikowanie, ale może być lepszy od kondensatora bo pobiera mniejszy prąd podczas świecenia lamp. Tylko, że to warto zastosować przy zasilaniu LEDów o małej mocy, przy silniejszych zysk jest pomijalny.
  • Specjalista elektronik
    Wygląda na to, że będzie problem ze znalezieniem odpowiedniego tranzystora wysokonapięciowego, bo zwykle mają za małe wzmocnienie (np. MJE13001 ma od 10 do 70) i potrzebny byłby spory prąd bazy, opornik bazy nie mógłby być 270k, a znacznie mniejszy - a to oznacza, że przy pełnym napięciu byłyby spore straty mocy w tym oporniku. Może MOSFET, np. BUZ74A?
  • Poziom 26  
    Zastosowałem kondensator do gaszenia LEDów i jest to skuteczne ale przy uruchamianiu układu z triakiem ujawnił się inny problem. Ponieważ "żarówka" LED ma zaledwie 3 W to pomyślałem, że wystarczy triak 1 A / 400 V bo taki w SMD jest jeszcze tani. Na większy prąd lepiej stosować duże w obudowie TO jeśli mamy na tyle miejsca na płytce bo SMD są dużo droższe.
    Teraz wyjaśnienie. Po zmontowaniu układu kilka razy układ zadziałał prawidłowo i nagle lampa zapaliła się na stałe. Pomyślałem, że to przepięcie więc wymieniłem triaka i dołożyłem warystor.
    I niestety to samo, po kilku załączeniach znowu nastąpiło przebicie triaka. Wkurzyło mnie to, jak 3 W lampeczka uwala takiego triaka podczas gdy 60 W żarówka nie !? No i wymyśliłem. Popatrzyłem do noty katalogowej poprzednio użytego triaka 6 A / 400 V, który działał cały czas poprawnie z tym małym. Ten pierwszy ma dopuszczalny impuls prądu 60 A a ten drugi tylko 25 A. Pytanie , skąd ma się wziąć duży prąd z 3 W lampki. Otóż pochodzi on nie z lampki tylko z tego kondensatora gaszącego. Policzyłem orientacyjny prąd gdy triak załącza w szczycie sinusoidy i wyszło ok 40 A.
    Dla mnie to nauczka, żeby lepiej analizować układ przed uruchomieniem i liczyć co się da i porównywać z notą katalogową.
    Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie optotriaka załączającego w zerze np. MOC 3043.
    Spróbuję jeszcze zastosować rezystor szeregowo z kondensatorem dla ograniczenia prądu szczytowego, tylko czy wtedy LEDy nie zaczną świecić ?

    PS.
    Sprawdziłem z tym opornikiem i jest OK. Kondensator 550 nF i szeregowo rezystor 100 OM / 1W tyle mocy się wydziela po załączeniu triaka. Prąd szczytowy przy załączeniu powinien wynosić ok. 3 A (wyliczone, ale nie sprawdzone bo nie mam oscyloskopu).
  • Poziom 26  
    _jta_ napisał:
    Żarówka pewnie by wystarczyła i 3W, ale skąd taką wziąć?

    Można by coś wykombinować na tranzystorach, ale teraz nie dam rady narysować - idea byłaby taka: mostek z 1N4007 i układ z 2 tranzystorów (w tym jeden wysokonapięciowy, na 400V; oba o tej samej polaryzacji) i paru oporników, który przy napięciu około 20V przepuści z 6mA, a przy wyższym mniej, nieco poniżej 1mA; ten wysokonapięciowy miałby kolektor podłączony do zasilania (uznajmy, że jedno wyjście mostka to "zasilanie", a drugie to "masa"), emiter przez opornik 120R do masy, bazę przez opornik 270k do zasilania; drugi miałby kolektor do bazy pierwszego, emiter do masy, bazę przez opornik do emitera pierwszego i przez drugi opornik do zasilania.


    To co opisałeś to źródło prądowe. A jakby w tym drugim tranzystorze połączyć bazę przez rezystor i diodę Zenera do zasilania. Gdy napięcie przekroczy próg to tranzystor zacznie przewodzić i odetnie ten pierwszy. Kondensator i rezystor jak w poprzednim poście plus ten układ z tranzystorami w szereg. Wtedy w spoczynku pracuje układ RC, tranzystor mocy nasycony. Po zapaleniu światła tranzystor mocy zatkany i bypas nie pobiera prądu. Prąd płynący przez bypas nie jest duży i w spoczynku wynosi ok. 10 mA (zależy od poboru przez układ sterowania oświetleniem), a przy pracy w stanie przejściowym przed odcięciem ok. 100 mA, a więc nie są to jakieś straszne warunki pracy dla tranzystorów.
    Sterowanie żarówkami LED triakiem

    Tylko czy warto dla tego 1 wata.
    PS.
    Może opisywany w poście #18 "moduł Fibaro Bypass (FGB001)" to właśnie coś takiego ? Tylko, że 4 dychy to drobna przesada.
  • Poziom 26  
    Prąd płynący przez kondensator jest ograniczony obciążeniem jakie daje układ sterujący, w moim wypadku pobiera on ok. 10 mA w spoczynku.
    Prąd szczytowy teoretycznie 3.25 A (230[V]*sqr(2)/100[OM]), w praktyce trzeba uwzględnić jeszcze rezystancję i indukcyjność przewodów.
  • Warunkowo odblokowany
    koczis_ws napisał:
    praktyce trzeba uwzględnić jeszcze rezystancję i indukcyjność przewodów


    Myślę że to można spokojnie pominąć jest wystarczająco mała i niewiele wnosi. Mnie się jednak wydaje że problemem jest detektor zera w obwodzie optotriaka przy zbyt dużym napięciu szczytowym blokuje go. Proponuje zastosować optotriak na wyższe napięcie niż szukać rozwiązania jak ten problem ominąć.
  • Poziom 26  
    cooltygrysek napisał:
    koczis_ws napisał:
    praktyce trzeba uwzględnić jeszcze rezystancję i indukcyjność przewodów


    Myślę że to można spokojnie pominąć jest wystarczająco mała i niewiele wnosi. Mnie się jednak wydaje że problemem jest detektor zera w obwodzie optotriaka przy zbyt dużym napięciu szczytowym blokuje go. Proponuje zastosować optotriak na wyższe napięcie niż szukać rozwiązania jak ten problem ominąć.


    Nie wiem czy do końca się rozumiemy. Problemem jest lekkie świecenie "żarówek" LED jeśli szeregowo z nimi jest połączony (a równolegle do wyłącznika oświetlenia) jakiś układ sterujący oświetleniem zasilany z tego obwodu i pobierający prąd rzędu 10 mA. Optotriak raczej nie ma tu nic do rzeczy.

    PS.
    Ten temat jest powiązany z tym: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=3309757&highlight= i jest wstępem do projektowania tamtego układu, który już działa od pewnego czasu u mnie w kamienicy i jak na razie nie było żadnych problemów.