Wellenpacketsteuerung mit ATtiny

[Richard S. (rscheff)]

Hallo,

hat schon mal jemand hier mit einer Wellenpacketsteuerung Erfahrungen 
gemacht?

Die Schaltung anbei stammt großteils aus
http://www.nxp.com/documents/application_note/AN467.pdf

Wobei jedoch ein ATtiny85 mit AD Wandler statt der beiden analogen 
Komparatoren als Current-Zero-Crossing Detektor verwendet werden soll.

Anscheinend hat Philips darauf ein Patent, mithilfe der Vorwärtsspannung 
eines gezündeten Triacs (soll sich wohl zwischen +-[0,4..4] V bewegen 
ggü dem Vcc-Potential des MC) sauber zu erkennen, wann der nächste 
Zündpuls folgen soll..

Mit R4,R5 als Spannungsteiler wird diese Spannung (-4..-0,4 bzw 0,4..4V 
relativ zu Vcc, oder 1..4,6 / 5,4..9 V relativ zu "Gnd") halbiert, und 
mit einem freilaufenden AD Kanal bei ~1 MHz und ~7 bit Genauigkeit 
gesampled. Bei Sampling-Werten zwischen 120 und 135 wäre der 
Strom-Nulldurchgang, und ein neuer Zündpuls notwendig, wenn eine weitere 
Halbwelle leitend geschaltet werden soll.


Zum Anstarten gibts natürlich einen herkömmlichen Voltage-Zero-Cross 
Detector (R6, R7 - ~1M aufgeteilt für die Spannungsfestigkeit).

Ein zusätzlicher Eingang (TP5) ist vorhanden, um eine intelligente 
Nachlaufsteuerung zu realisieren (Triac aus, wenn Signal vorhanden; 
Triac für einige Minuten an, nachdem Signal weg).

Nachdem ich keine low-current Triac in meinem Fundus habe, kommt noch 
ein NPN als Stromverstärker für den ~10..70 usec / 30-70 mA Puls gegen 
Gnd zum Einsatz - mit einem low current Triac muß nur das Progamm den 
Puls invertiert schicken (Active Low, statt Active High).


Die Idee dahinter ist, das man damit mittels Wellenpacketsteuerung auch 
einen Asynchronmotor langsamer betreiben können soll - um den 
Geräuschpegel zu reduzieren...

Ich dachte dabei an 3 Betriebsmodi:

100%

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66%

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33%

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Wobei der Triac ja immer bis zum Nulldurchgang des Stroms leitend 
bleibt, und man wohl auch um das Snubber-Netzwerk für Induktive Lasten 
herumkommt - zumal das ja gerade keine Phasenanschnittsteuerung werden 
soll...

Die 33% Betriebsart sollte ja auch gleichzeitig die effektive Frequenz 
von 50Hz auf 16,67Hz reduzieren, oder?

Vielleicht montiere ich noch einen Hygometer an den letzten freien Pin, 
um die Nachlaufzeit auch noch dynamisch zu gestalten...


Meinungen, Kommentare, Referenzen und Application Notes sind herzlich 
willkommen..

Ach so, bevor ich das alles auf 230Vac stecke, teste ich dies erst mal 
mit 12Vdc (Minimale Einschaltpuls-Dauer) sowie 12Vac (CZC Detektion - 
wenn das vom pn-Spannungsabfall im leitenden Zustand kommt, müsste diese 
Gate-Spannung unabhängig vom Hub der Betriebsspannung sein).

Hat sonst jemand schon mal mit Triacs im Kleinstspannungsbereich und AVR 
Ansteuerung experimentiert?

Richard

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Ich hab das mal probiert, um eine 1200Watt Kondensatormotor Pumpe 
abzuregeln, ich hatte mir es etwas einfacher gemacht: Als ZC Detektor 
ein simpler CNY17 und zur Ansteuerung des Triac ein MOC3042, der den ZC 
Detektor schon drin hat. Der Tiny musste eigentlich nur Wellenzüge 
zählen.

Allerdings ist die Pumpe keineswegs leiser geworden, im Gegenteil, sie 
ist nahezu Amok gelaufen, egal, welches Verhältnis von aktiven und 
fehlenden Wellenzügen vorhanden war.
Da der Triac auch schweineheiss wurde, habe ich die Schaltung dann 
schnell wieder vom Netz genommen.
Versuche mit der Hand am Schalter sind also zu empfehlen.

[Ben _. (burning_silicon)]

Sowas mag bei kleineren Asynchronmotoren funktionieren, zB. bei 50 bis 
100 Watt Lüftermotoren...

Asynchronmotoren mit etwas Leistung haben einen unschön hohen 
Einschaltstrom, der leider erst dann absinkt wenn der Motor fast seine 
Nenndrehzahl erreicht hat. Die Drehzahl solcher Motoren regelt man mit 
heutigem Stand der Technik am besten über einen Frequenzumrichter.

[Richard S. (rscheff)]

Nachdem der Motor um den es geht offenbar ein 4pol ist (1500 rpm 
Nenndrehzahl), braucht es für einen FU wohl brereits 3 Halbbrücken, 
jedoch mit 90 Grad Phasenwinkel. Auch kenne ich die Induktivität der 
Haupt- und Hilfsspule nicht, um ein PWM Signal dann sauber zu filtern, 
bzw um den Kondensatorzwischenkreis gut zu dimensionieren..

Noch habe ich keine FU mit minimalem Bauteileinsatz und Kosten 
gesehen...

Der Lüftermotor hat nur 30W nominell (Verbrauchsmessgerät sagt 40-45W), 
nur wie gesagt, eine entspechende Kleinleistungsschaltung mit 90 Grad 
Phasenwinkel hab ich noch nicht gefunden...

  Richard

[Gregor B. (Gast)]

Richard Scheffenegger schrieb:
> Noch habe ich keine FU mit minimalem Bauteileinsatz und Kosten
>
> gesehen...

http://de.mouser.com/ProductDetail/Fairchild-Semiconductor/FNA41060B2/?qs=sGAEpiMZZMtvcUztdGSumBsEr38u8pjFfMErm5%2f6VYQ%3d

Das Modul hat alles drin für 8,56€ (Treiber, IGBTs, Freilaufdioden, 
Unterspannungserkennung, Überstrom-Komparator, NTC, Bootstrap-Dioden).