Triyak devresini doğrulayın

Şebeke gücüyle çalışan bir ısıtma cihazını değiştirmek için bir cihaz tasarlıyorum. Oldukça fazla araştırma yaptım ve orada çok fazla bilgi olduğunu fark ettim ama potansiyel olarak ölümcül AC ile uğraştığım için PCB sipariş etmeden önce tasarımımı doğrulamak istiyorum. Bu benim ilk kez şebeke ile çalışma yani hiçbir şey bilmiyorum varsayalım :)

Gereksinimler:

• 1000W'a kadar bir ısıtma cihazı (= dirençli) yükünü değiştirin
• 110-240V, 50 ve 60hz ile uyumlu
• 5v MCU tarafından tahrik edilir (ATMega328)
• Yönetmelikleri geçmeye gerek yok, ama kesinlikle güvenli olmalı
• düzenleme: Anahtarlama oranı yaklaşık her 5 saniyede bir

İşte şematik:

Notlar:

• D8, MCU pinidir
• Optokuplör ve triyak arasındaki direnç 1/4 W'lık bir delik direncidir, diğeri 0603
• 5A hızlı darbe sigortası
• Serideki iki 330 direnç ürün ağacını daha basit tutmak için var
• Triyak ana şebeke anahtarları

Sorular:

• Her şeyden önce: Burada kaçırdığım veya göz ardı ettiğim bir şey var mı?
• Triyak üzerindeki soğutucu benim için biraz belirsiz. Maksimum 10C / W değeri hesapladım, bu iyi mi? Hesaplamam: (maksimum sıcaklık - oda sıcaklığı) / (sahne voltajındaki maksimum * (milli amper / voltaj)) - temel tematik dirence ( (110-25)/(1.65*(1000/230))-1.5 = ~10.35) bağlantı. Bu, triyakın her zaman 110c'de olacağı anlamına mı geliyor, bana biraz yüksek görünüyor mu? .. İdeal olarak ben daha küçük bir soğutucu olurdu ama bu yüzden bu yanlış olduğunu umuyoruz :)
• Optokuplör rastgele fazdır. Faz sadece sönen ışıklar vb. İçin önemlidir, değil mi? Bir ısıtma cihazı için faz önemli mi?
• Bir saptırma devresi gerekli mi? Anladığım kadarıyla bu sadece endüktif yükler için gerekli mi?
• Bu devrenin çoğu, diğer bileşenler üstte en az 4 mm uzakta olacak şekilde 2 katmanlı bir 1.6mm levhasının altındadır. Anladığım kadarıyla, kayan yol mesafesi en az 6 mm olmalıdır, ancak aradaki tahta ile aynı mıdır?

Parçaları tamamen sipariş etmem gerekiyor, bu yüzden bileşenleri tamamen değiştirmek için önerileriniz varsa.

Veri sayfaları:

• Optokuplör (MOC3023M): http://www.farnell.com/datasheets/94947.pdf
• Triyak (BT138-600): http://www.farnell.com/datasheets/1651175.pdf

Diğer ipuçları veya püf noktaları da çok takdir edilmektedir!

GÜNCELLEME

İpuçları burada sonra yaşamak için sigorta değişti (şimdi açık görünüyor ..) ve snubbers ekledi. Güncelleme şeması:

1. GPIO pininin kendisinin mevcut kaynak yeteneğine güvenmek yerine D8'in fotodiyodu kontrol etmek için küçük bir MOSFET kullanması daha güvenlidir. Ayrıca, veri sayfası tarafından belirtilen mutlak minimum 5mA'dan biraz daha fazla bilgi sağlamalısınız.

2. Bir sigorta daima aynı hizada olmalıdır - asla sadece boşta değil. (Her ikisini de kaynaştırmak iyidir.) Yalnızca nötr kaynaştırırsanız, çoğu yargı alanında, nötr bir yere topraklandığından hala hattan toprağa bir yolunuz vardır. Tehlikeli ve ölümcül olabilir.

3. Isıtıcı yükünüz büyük olasılıkla doğası gereği endüktiftir, bu nedenle geçidi duyarsızlaştırmak için veri sayfasının 6. sayfasında gösterilen direnç-kapasitör-direnç kapısı şemasını göz önünde bulundurmalısınız. İhtiyacınız yoksa, kondansatörü daha sonra istediğiniz zaman doldurabilirsiniz.

4. Cihaz (soğutucu olmadan) 60K / W birleşme-ortam direncine sahiptir. 1000W ısıtıcınız, triyak iletilirken yaklaşık 4.34A akım çekeceğinden, 230VAC'de ~ 7W - 100VAC'de 16.5A'ya benzer. Kesinlikle bir soğutucuya ihtiyacınız olacak :)

Yorumum listede gömülü gibi göründüğü için bunu bir cevap olarak koyuyorum.

Neden nötr (ve kaynaştırıcı) nötr? Bu güvenli değil. Isıtıcınızda 'kapalı' olsa bile şebeke voltajı olacaktır.

Şebeke beslemesine mekanik bir anahtar ekleyin, elbette her şeyin açık veya kapalı olduğundan emin olun.

Aynı hatlar boyunca, düşük voltaj tarafındaki toprak yolu, ana toprak ile sağlam olmalıdır. Opto-izolatörden bir parça tel veya bir şey düşmezse ne olacağını hayal edin. Güvenli olmaz mı? Veya düşük voltaj tarafınızı şebeke potansiyeline mi koydunuz? Sigortayı üfleyerek güvenli bir şekilde arızalanmasını istiyorsunuz.

Snubber çeşitli nedenlerle tavsiye edilir.

• Anahtarlamalı parazitik endüktanstan voltaj genliğini azaltın. (Çıkış) Bu, Triyak'ın arıza seviyesindeki voltaj stresini azaltır. Uzun çizgileri değiştirdiğinizde endüktans değiştirirsiniz. OPto'nun tavsiye edilen bir saptırma tasarımı vardır. Triyak'taki gibi kullanın.

• Triyakın yanlış tetiklenmesini önlemek için hat endüktansı ve saptırma başlığı kullanarak hat başak dv / dt'ye azaltın.

MCU 20mA'yı kaynaklandıracak veya batacak ve Opto'nun güvenilir bir şekilde geçiş yapmak için sadece 10mA'ya ihtiyacı olacağından, hem LED göstergesini hem de IR LED'i paralel olarak sürmekle ilgili bir sorun yoktur.

Ancak 5V'luk bir regülatör kullanırken LED'lerin paralel olarak sürülmesine gerek yoktur.

- Drop voltage in the MCU driver is ~0.6V at 10mA and **~0.8V@20mA** ( hint search thru the pdf for VOH ) 
- drop voltage for "most" RED LEDs is ~1.3V @10mA, ~1.4V@20mA
- drop voltage for the IR LED used in the Opto is 1.2V @10mA and 1.3V @ 20mA
- so choose your drive current 10 ~ 20mA, add up the drops and choose a single R instead of 3 x 330.
- e.g.add up all drops above,  **0.8 + 1.4 + 1.3 + 20mA*Rs = 5V**  
- thus Rs = 1.5/20mA = **75 ohm**  ( 30mW)
- or   0.6 + 1.3 + 1.2 + 10mA*Rs = 5V   or Rs  = 1.9/10mA = **190 Ohm** ( 19mW)

Optocoupler tarafından kullanılan tüm AC ve DC hatlar arasında >> 5mm güvenlik boşluğunu koruyun.

5V'niz AC veya topraklanmış mı? Gerekli değil. ancak EMI örnekleri için LC filtreli AC giriş hattındaki MCU sensör sinyallerinize girişin önlenmesi için bir hat filtresine ve belki DC'den AC toprağına küçük bir AC kapağına ihtiyacınız olabilir. Fırın anahtarınızın MCU sinyallerinize girmesini istemezsiniz. Ferrit boncuklar bazen anahtarlamalı hatlarda kullanılır.

Toplam Rth ja 10'W ise, triyak kütle ve AIR hızına bağlı olan termal zaman sabitinden sonra aktif olduğunda kızarmış ekmek 110'C olacaktır. Soğutucunuz için 5 'C / W'ye daha yakın ve termnal direnç elde etmek için triyakın Rj-c'sini eklemenizi öneririm. ayrıca küçük bir soğutucu ile biraz gres kullanın.

Benzer bir devre tasarlıyorum.

Bu devrede eksik olan tek şey, triyakı aşırı gerilim ani yükselmelerinden korumak için bir geçiştir, bu nedenle harici geçici akımlardan zarar görmez.

Bkz. - http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/CD00022856.pdf

Bir MOV kullanmak da mümkün olacak, ancak bu daha zarif görünüyor.