Review Triac-Schaltung

[Max G. (l0wside)]

Hallo zusammen,

für eine Heizschaltung (Kaffeemaschine) würde ich mich gerne an 230V 
versuchen und die Heizung mit einem Triac steuern. Dass es fertige 
Module gibt, weiß ich, möchte aber eine auf er Leiterplatte integrierte 
Lösung haben. Und dass bei 230V Trenntrafo und Berührschutz Pflicht 
sind, weiß ich auch.

Im Anhang mein aktueller Schaltungsentwurf, ich bitte um Bewertung und 
sachliche Kritik. Anmerkungen:
- U1/R1 sind die Zündschaltung, gezündet wird in Q1 und Q3
- D2/R2 ist der Überspannungsschutz, die Idee stammt aus ST AN1966 
https://www.st.com/resource/en/application_note/an1966-triac-overvoltage-protection-using-a-transil-stmicroelectronics.pdf. 
D2 hat eine Arbeitsspannung von 400V und bricht bei 648V durch. Damit 
wird der Triac definiert gezündet anstatt per Avalanche durchzubrechen.
- Über D1 (BT136S) muss ich nichts sagen, oder?
- R5/C5 ist der Snubber

R1/R2 macht mir ein bisschen Sorgen - wenn der MOC3052 gerade gezündet 
hat, D1 aber noch nicht, fließt kurz Strom über R1 und R2. Andererseits 
wird (wenn ich die Appnote richtig verstehe) R2 gebraucht, um nicht D1 
über die Kapazität der Transil D2 versehentlich zu zünden. Hat jemand 
eine gute Idee?

Danke für euer Feedback!

Grüße Max

[H. H. (hhinz)]

Max G. schrieb:
> - D2/R2 ist der Überspannungsschutz, die Idee stammt aus ST AN1966
> 
https://www.st.com/resource/en/application_note/an1966-triac-overvoltage-protection-using-a-transil-stmicroelectronics.pdf.
> D2 hat eine Arbeitsspannung von 400V und bricht bei 648V durch. Damit
> wird der Triac definiert gezündet anstatt per Avalanche durchzubrechen.

Das ist eine Schnapsidee! So zündet der Triac bei Überspannung 
schleichend, und wird genau dadurch zerstört.

[Arno R. (arnor)]

R1 ist zu niederohmig, der BT136 verträgt max. 2A Gatestrom, beim Zünden 
im Spannungsmaximum fließen so aber über 3A.

Vielleicht kann der µC die knapp 4mA durch U1 auch selbst liefern.

[Monk (roehrmond)]

C5 ist mit 1 nF auffällig klein. Ich bin dort Kondensatoren ab 47 nF 
aufwärts gewohnt, meist größer.

[Michael B. (laberkopp)]

Max G. schrieb:
> Im Anhang mein aktueller Schaltungsentwurf

Krass, hast du wirklich kein einziges Mal vorher geguckt, wie andere 
diese tausendfache Aufgabe zuvor lösen ?

                     +--------+-------+------------+
                     |        |       |            |
                   330R      ---   100R/1W         o
            +-----+  | TRIAC /\/      |          230V~
+5V --------|A    |--+       ---      |            o
            |     |  Z       /|       |            |
GND --330R--|K    |--+------+ |    0.1uF/X2      Last
            +-----+  |        |       |            |
                     +--330R--+-------+--5x20Sich--+
                                         8A flink

Es ist ziemlich jedes Bauteil falsch.

> die Idee stammt aus ST AN1966

Die funktioniert nicht mit induktiven Lasten. Ich würde die Transil Z 
übrigens hinter die 330R setzen. Allerdings reichen dann 600V Bauteile 
und man braucht keine 800V Bauteile wie beim VDR, denn die Transil 
leitet schon ab 450V gut genug, die 648V sind bei 1A.

Einfach mal ins Datenblatt gucken: Ein MOC3052 will mindestens 10mA um 
sicher durchzuschalten. 5V-1.2V/1k sind 3.8mA. Ein MOC3052 hält nur 1A 
aus. Wenn er bei 325V zündet (random phase) fliessen über 100Ohm aber 
3.25A. Könnte die Last einen Kurzschluss haben, sollte man eine 
Feinsicherung mit einem Schmelzintegral kleiner als das Schmelzintegral 
des TRIAC vorschlaten, denn der LSS schaltet nicht rechtzeitig ab.

Du brauchst also mindestens 330 Ohm hinter dem Optokoppler, höchstens 
330 Ohm vor dem Optokoppler, und 1nF als Snubber ist sehr wenig, kommt 
aber auf die Last an. 10mA kann übrigens jeden halbwegs aktuelle uC 
direkt liefern.

[Max G. (l0wside)]

Für den sachlichen Teil deiner Einwände danke.

Die Schaltung brauche ich zweimal, einmal für eine induktive, einmal für 
ein ohmsche Last. Bei ohmscher Last funktioniert die Transil-Lösung, 
wenn ich dich richtig verstehe.

Was wäre eine sinnvolle Idee für einen Überspannungsschutz für die 
induktive Last? Einfach nur eine dicke Transil parallel zum Triac?

[H. H. (hhinz)]

Lies R07ZZ0011EJ0200 von Renesas.

[H. H. (hhinz)]

Max G. schrieb:
> Einfach nur eine dicke Transil parallel zum Triac?

Da brauchts schon eine ziemlich dicke.

Üblich sind MOVs.

[Michael B. (laberkopp)]

Max G. schrieb:
> Was wäre eine sinnvolle Idee für einen Überspannungsschutz für die
> induktive Last? Einfach nur eine dicke Transil parallel zum Triac?

                  +--------+-----+-----+--TempSich--+
                  |        |     |     |  98 GradC  |
                330R      ---    |  100R/1W         o
         +-----+  | TRIAC /\/    |     |          230V~
+5V -----|A    |--+       --- VDR300V~ |            o
         |     |          /|     |     |            |
GND --R--|K    |--+------+ |     |  0.1uF/X2     Last
      ^  +-----+  |        |     |     |            |
                  +--330R--+-----+-----+--5x20Sich--+
  330R = MOC3072                           8A flink

300V~ VDR mit angeklemmter 98 GradC Thermosicherung und weil der erst 
auf 775V begrenzt, 800V MOC und TRIAC.

Siehe: https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25 
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25.1

[Manfred P. (pruckelfred)]

Monk schrieb:
> C5 ist mit 1 nF auffällig klein. Ich bin dort Kondensatoren ab 47 nF
> aufwärts gewohnt, meist größer.

Vollkommen egal, "für eine Heizschaltung" braucht er keinen Snubber.

Michael B. schrieb:
> Einfach mal ins Datenblatt gucken: Ein MOC3052 will mindestens 10mA um
> sicher durchzuschalten. 5V-1.2V/1k sind 3.8mA. Ein MOC3052 hält nur 1A
> aus. Wenn er bei 325V zündet (random phase) fliessen über 100Ohm aber
> 3.25A.

Max G. schrieb:
> für eine Heizschaltung (Kaffeemaschine)

Random Phase für eine Heizung macht keinen Sinn, da kommt ein Opto-Triac 
mit Nullspannungsschalter rein. Ich setze den MOC3083 ein, der vom Preis 
her keinen oder kaum einen Unterschied zu den anderen Typen macht.

Beitrag "Re: MOIC ---> Triac, 115V, 400 Hz, 4A"