Nachhilfe Theorie Triac

[Profipruckel]

Wenn Strom fließt, soll ein mechanischer Betriebsstundenzähler eingeschaltet werden. Die Schaltung wird in die Netzleitung des Verbrauchers gesteckt, ein Stromverbrauch in Ruhe ist unerwünscht.



Über die vier Paar Dioden 1N4004 fallen je nach Laststrom zwischen 2,6 und 3,5 Volt ab. Als Triac käme ein BTA08700TW "Logic Level" von ST zum Einsatz, mit I(GT) 5_mA in den Quadranten I - II - III bei V(GT) 1,3 Volt. Eine Definition für Q_IV finde ich im Datenblatt fuer genau diesen Typ nicht.

Was mir nun unklar ist, welche Polarität hat die Gatespannung relativ zu A1 / A2 in welchem Quadranten.

Darf ich, wie im eingebundenen Bild, einfach mit einem Widerstand auf das Gate oder sollte ich mir besser eine Diode und einen Elko gönnen und das Gate mit positiver Gleichspannung gegenüber A1 beaufschlagen, angestrebt wäre, den Triac möglichst dauerhaft offen zu halten?

[raphTec]

Erstens würde ich die Dioden untereinander nicht verbinden, zweitens einfach für R1 ein Poti und nochn Schutzwiderstand in Reihe, dann mal testen,a lso Strom durch deinen Verbraucher und ne kleine Glühlampe an dein Triac. Dann Poti so einstellen, dass alles klappt, der Triac eben durchschaltet.
Ein Triac hat btw ein Haupterminal, das den Gegenpool zum Gate bildet, anders zündet er nicht.
Vlt hilft das noch: http://www.mikrocontroller.net/articles/TRIAC

[Bastelbruder]

Beim Sichten meiner Datenblattsammlung bin ich über einen vierseitigen, deutschsprachigen Fachartikel (64kB) gestolpert, den mit dem Titel "Hybrid-Diode gegen EMV" abgespeichert hatte. Im Dateiheader steht unter Anderem "Applikationshandbuch" und 15. Juli 2002.

Ein daraus willkürlich gewählter, mit Gänsefüßchen in Google plazierter Halbsatz hat eine deutlich größere Leseprobe ausgespuckt, in der ich zumindest den bekannten Halbleiterhersteller Semikron als Quelle des Artikels herauslesen konnte. Komischerweise findet Google die weltweit nur zwei Mal, nämlich bei Semikron und auf finger.de-web.cc. Unglaublich!

Aber auch die Leseprobe beim Scheffe ist offensichtlich unvollständig, direkt bei Semikron sind dieses und die restlichen Kapitel mit deutlich vergrößertem Volumen und jüngerem Bearbeitungsdatum zu finden. Das vollständige Werk "Applikationshandbuch Leistungshalbleiter, 465 Seiten geballtes Wissen" wird im Buchhandel für nur 10 Ocken in Papierform vertickt und auf der Anbieterseite gibts sogar einen Link "PDF Version als Download" (33MB).

Ich bin der Meinung, diese in sehr eingängigem Deutsch verfaßte Schwarte sollte jeder mal gelesen oder zumindest virtuell drauf geschlafen haben, der mit MOSFETs, IGBTs, Thyristoren und TRIACs, Wasserkühlung und Heatpipes, Leistungs-Störsendern statt braven Schaltnetzteilen, und und und ... experimentiert.

Was ich noch sagen wollte:
Der TRIAC muß einen seehr geringen Haltestrom aufweisen, damit die vermutlich induktive SynchronZähluhr damit läuft.
Statt den vielen Dioden dürfte ein entsprechend beschalteter Brückengleichrichter funktionieren, 3V Spannungsabfall ist total unnötig. Auch wenn in den Datenblättern gern von einer Zündspannung von "kleiner 2V" die Rede ist, es handelt sich immer um eine Siliziumdiode in Durchlaßrichtung und jeder kennt deren Schwellspannung. Die erhöhte Spannungsangabe ist nur für Leistungs-TRIACs relevant, die einen mit dem Ohmmeter meßbaren Widerstand zwischen Gate und A1 besitzen.

[Name vergessen]

Ein Triac hat btw ein Haupterminal, das den Gegenpool zum Gate bildet, anders zündet er nicht.

Äääh, doch. Ein TRIAC hat außer dem Gate NUR Hauptterminals, der zündet mit egal welcher Polarität, allerdings mit manchen (IIRC Q4) erst 20mA schlechter als in den anderen. NUR, wenn Du "Snubberless" (o.Ä.) TRIACs hast, wurde dort auf die Zündung in ebendiesem Quadranten verzichtet, um die Empfindlichkeit für Zündung durch dI und dV zu senken.

Was Du vermutlich meinst, ist ein Thyristor, DER zündet wirklich nur in einer Polarität, leitet aber auch nur in einer (bzw. er zündet und leitet auch in der anderen, aber viel schlechter und wird tierisch heiß dabei )

[Profipruckel]

Beim Sichten meiner Datenblattsammlung bin ich über einen vierseitigen, deutschsprachigen Fachartikel (64kB) gestolpert ..
Das vollständige Werk "Applikationshandbuch Leistungshalbleiter, 465 Seiten geballtes Wissen" .. auf der Anbieterseite gibts sogar einen Link "PDF Version als Download" (33MB).

Danke, das ist es auf jeden Fall wert, mal drueber zu lesen. Leider kommt "Triac" nicht drin vor

Der TRIAC muß einen seehr geringen Haltestrom aufweisen, damit die vermutlich induktive SynchronZähluhr damit läuft.

Sollte am Gate nicht genug Spannung stehen, als daß es auch unterhalb des Haltestromes offen bleibt?

Zündspannung von "kleiner 2V" die Rede ist, es handelt sich immer um eine Siliziumdiode in Durchlaßrichtung und jeder kennt deren Schwellspannung. Die erhöhte Spannungsangabe ist nur für Leistungs-TRIACs relevant, die einen mit dem Ohmmeter meßbaren Widerstand zwischen Gate und A1 besitzen.

Das ist ein 8A-Typ im TO-220, reizt, weil der Gatestrom relativ gering ist.

[Profipruckel]

Äääh, doch. Ein TRIAC hat außer dem Gate NUR Hauptterminals, der zündet mit egal welcher Polarität, allerdings mit manchen (IIRC Q4) erst 20mA schlechter als in den anderen.

Also hälst Du die Ansteuerung gemäß meiner Skizze direkt mit AC für zulässig?

[Bastelbruder]

Unglaublich!
Der TRIAC ist in der Semikron-Bibel tatsächlich nicht einmal erwähnt. Die Ursache dürfte darin begründet sein, daß durch die "Doppelelektroden" die Siliziumfläche nicht besonders ökonomisch genutzt wird. In der Leistungselektronik schaltet man zwei Thyristoren antiparallel.

Es gibt trotzdem recht brauchbare Erklärungen (natürlich nicht in deutsch).
Wikipedia
Teccor (bei Digikey)

In beiden Publikationen ist auch der eigentlich unerwünschte, ohmsche Widerstand zwischen Gate und A1(MT1) angedeutet. Der Widerstand ist maßgeblich für den Haltestrom (das steht nicht dabei).

[andreas6]

Hallo,

alternativ zum Halbleiter lässt sich der Laststrom (wenn er dann hoch genug ist) mit einem Relais erfassen. Kleine Reedkontakte sind empfindlich genug dazu. Oft reichen einige Windungen als Stromrelais zum Anziehen. Die Spannungsfestigkeit der Kontakte sollte beachtet werden. Bei nur geringen Lastströmen tut es ein fertiges 5-V-Relais in Reihe zur Last.

MfG. Andreas

[raphTec]

Ein Triac hat btw ein Haupterminal, das den Gegenpool zum Gate bildet, anders zündet er nicht.

Äääh, doch. Ein TRIAC hat außer dem Gate NUR Hauptterminals, der zündet mit egal welcher Polarität, allerdings mit manchen (IIRC Q4) erst 20mA schlechter als in den anderen. NUR, wenn Du "Snubberless" (o.Ä.) TRIACs hast, wurde dort auf die Zündung in ebendiesem Quadranten verzichtet, um die Empfindlichkeit für Zündung durch dI und dV zu senken.

Ich kanns nicht gut in eigene Worte fassen, deshalb zitiere ich mal wikipedia:

Zwar suggeriert die Analogie der antiparallelen Thyristoren, dass H1(MT1) und H2(MT2) gleichwertig sind und beliebig getauscht werden können; das ist jedoch nicht der Fall, da der interne Aufbau asymmetrisch ist und H1(MT1), wie auch im Schaltbild angedeutet, eine direkte Verbindung zum Gate hat. Daher bezieht sich die Steuerspannung immer auf H1(MT1), Ein Triac kann mit positivem wie auch negativem Gatestrom getriggert werden.

Und nochmal der Artikel vom mikrocontroller.net:

Real besteht der Triac nicht einfach aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren, daher ist sein Aufbau leicht asymmetrisch. Als Folge davon erfolgt die Zündung des Triacs stets zwischen G und A1.

[Name vergessen]

Asche auf mein Haupt, Du hast vollkommen Recht! Diese Aussage über den nichtsymmetrischen Aufbau kenne ich zwar, hatte aber vor längerer Zeit einmal das TRIAC-Verhalten an einer LED untersucht, und den Testaufbau falsch in Erinnerung gehabt: zwar hatte ich die Polarität sowohl am Gate als auch an den Terminals geändert, nicht aber das Bezugsterminal.

Damit muß ich meine obige Aussage revidieren und mich den anderen anschließen. Es müßte also MT1 und MT2 getauscht werden. Dadurch ergibt sich dann aber das Problem, daß es eine Verbindung über [Dioden]-[Widerstand]-[Gate<->MT1] zum anderen Pol gibt, also könnte der TRIAC dauergetriggert werden. Das wäre zu testen. Besser wäre evtl. ein Lastwiderstand, der an den benötigten Strom der Last angepaßt ist und einen entsprechenden Spannungsabfall erzeugt, ohne angeschlossene Last aber natürlich keinen (bzw. nur einen nicht wahrnehmbaren, die Verbindung über Gate und MT1 gibt es natürlich immernoch), und daher auch den TRIAC nicht triggern kann.

Wenn die Last recht groß ist, könnte man evtl. bei den Dioden bleiben und mit dem Spannungsabfall darüber einen Optotriac betreiben, z.B. MOC3043, der in diesem Fall den Zähler direkt versorgen könnte. Dazu müssen dann allerdings mindestens 5mA über den Dioden abzapfbar sein, und einen angepaßten Vorwiderstand braucht der MOC natürlich auch (2,6V Diodenspannung - 1,6V MOC-LED ergibt 1V für den R, das wären bei 5mA noch immer satte 200 Ohm, also 180 Ohm Normwiderstand nehmen).

Zur letzten Frage: da der Strom durch den Gatewiderstand begrenzt wird, könnte man das Gate auch direkt per Schalter an AC legen, das wäre kein Problem. Der Widerstand muß natürlich, wie zwischenzeitlich schon vorgeschlagen wurde, passend ermittelt werden.

[Profipruckel]

Wenn die Last recht groß ist, könnte man evtl. bei den Dioden bleiben und mit dem Spannungsabfall darüber einen Optotriac betreiben, z.B. MOC3043, der in diesem Fall den Zähler direkt versorgen könnte. Dazu müssen dann allerdings mindestens 5mA über den Dioden abzapfbar sein, und einen angepaßten Vorwiderstand braucht der MOC natürlich auch (2,6V Diodenspannung - 1,6V MOC-LED ergibt 1V für den R, das wären bei 5mA noch immer satte 200 Ohm, also 180 Ohm Normwiderstand nehmen).

Die Dioden in Reihe zur Last sind von mir beschlossen, weil ich damit eine halbwegs konstante Spannung habe. Ein Widerstand geht im Prinzip auch, dann muß ich aber Schutzmaßnahmen gegen hohe Einschaltströme treffen. Der Chinaman (März-Gerste @ Amazon) hat die Woche den Betriebsstundenzähler geliefert, also heute fertig gemacht und getestet:




Als Schaltelement habe ich ein "Photo-MOS-Relay" von NAIS eingesetzt, mit 400 V ohne Reserve gegen Störungen, wird hoffentlich dennoch gehen.

Gehäuse und Netzkabel von http://www.pollin.de/shop/dt/NzQyOTQ0OT ... Multi.html, das ursprüngliche Innenleben scheint laut diverser Fundstellen im Internet eher windig zu funktionieren.

[TDI]

Würde mich direkt mal interessieren, ob der Zähler bei einer Stunde Betriebszeit auch eine Stunde zählt oder ob doch ein paar Sekunden fehlen...

[Profipruckel]

Würde mich direkt mal interessieren, ob der Zähler bei einer Stunde Betriebszeit auch eine Stunde zählt oder ob doch ein paar Sekunden fehlen...

Ich habe bislang 4 Betriebsstundenzähler angeschaut, sowohl DC- als auch AC-Betrieb. Die Dinger klackern zyklisch, also dürfte dort ein Quarzwerk drin sein. Die gehen nicht zerstörungsfrei auf, sonst hätte ich ja mal geguckt

Testdauer 1102 Minuten = 1092 Min. = geht 13,2 Min nach pro 24h (-0,91 %)
Testdauer 960 Minuten = 957 Min. = geht 4,5 Min nach pro 24h (-0,31 %)
Testdauer 960 Minuten = 965 Min. = geht 7,2 Min vor pro 24h (+0,5%)
Testdauer 300 Minuten = keine Abweichung erkannt

Bei jedweder Messtehnik würden wir Abweichungen von 1 % als OK akzeptieren, nur bei der Zeit sieht man das etwas enger - schon vor 35 Jahren konnte die Woolworth-Digitalarmbanduhr unter einer Minute pro Tag an Anweichung.

Drei davon sind eingebaut, sollen mir zeigen, dass sich LED-Licht vom Stromverbrauch her nicht rechnen wird (mein individuelles Nutzerprofil) und natürlich zeigen, ob die wirklich die erwartete Anzahl Betriebsstunden erreichen.

[Fritzler]

Also ich habe hier nen Betriebsstundenzähler mit Motor drinne, da läuft das kleinste Rad kontinulierlich

[reutron]

Ein Betriebsstundenzähler BZ-2 von Opperman 220V/50Hz versieht wenn nötig bei mir sein Dienst. Da läuft ein Synchronmotor als Antrieb drin.

[Profipruckel]

Also ich habe hier nen Betriebsstundenzähler mit Motor drinne, da läuft das kleinste Rad kontinulierlich

Ein Betriebsstundenzähler BZ-2 von Opperman 220V/50Hz versieht wenn nötig bei mir sein Dienst. Da läuft ein Synchronmotor als Antrieb drin.

Gibt das hier auch, Synchronmotor, im Bedienfeld der Heizung nachgerüstet, zweistellig hinter dem Komma und deutlich handlicher als das Oppermann-Monster:

BSZ_300_30.jpg (5.4 KiB) 3367 mal betrachtet

Sowas hat vor 20 Jahren etwa 50 DM gekostet.

[reutron]

äh...48x48x48mm so viel kleiner ist deiner aus der Heizung nun auch nicht
Der abgeschrägte Rahmen ist nur die Abpassung auf die Standartgröße von Einbaumeßgeräte 72x72mm

[Profipruckel]

Wenn Strom fließt, soll ein mechanischer Betriebsstundenzähler eingeschaltet werden. Die Schaltung wird in die Netzleitung des Verbrauchers gesteckt, ein Stromverbrauch in Ruhe ist unerwünscht.

Erstens würde ich die Dioden untereinander nicht verbinden, zweitens einfach für R1 ein Poti und nochn Schutzwiderstand in Reihe, dann mal testen,a lso Strom durch deinen Verbraucher und ne kleine Glühlampe an dein Triac. Dann Poti so einstellen, dass alles klappt, der Triac eben durchschaltet.

Ich habe diese Schaltung heute aufgebaut, anstatt 4 Paar Dioden aber nur zwei Paar und parallel zu den Dioden einen Widerstand, um die Einschaltschwelle zu erhöhen. Ohne Widerstand genügt bereits der Strom durch eine Glimmlampe (ca. 1 mA), das Gebilde zum Spinnen zu bringen.



Das funktioniert, solange die Last eindeutig dran oder abgeschaltet ist (mechanischer Schalter), die Last einigermaßen linear ist und der Strom groß genug ist.

Wenn die Last gering ist, zündet der Triac nicht kurz nach dem Nulldurchgang, sondern deutlich später, das gibt zusammen mit der Last sehr unschöne Effekte. Der Betriebsstundenzähler Marke Reisfresser nimmt an 230 V konstant 13 mA, ich gehe davon aus, daß in dessen Innenleben ein DC-Quarzwerk ist, was über einen Vorschaltkondesator betrieben wird. Da drängt es sich ja auf, in Reihe dazu zwei antiparallele LEDs zu packen, um zu sehen, wenn er läuft. Weil das besser ist, in Reihe dazu eine Schmelzsicherung - im Grenzbereich des Triacs killt es die LED (MV5054, die kann 50 mA Dauerstrom) und zerrreisst eine T_160 mA!

Die Schaltung ist insgesamt windig, es gibt keinen eindeutigen Schaltpunkt, da fehlt die Triggerfunktion - also besser nicht nachbauen! Ich denke, ich werde auf ein Photo-MOS-Relay umstricken müssen.