Obciążeniem triaka BTA16-800CWT jest żarówka 12V/35W, zasilana z transformatora 13V/50Hz. Triak wyzwalam transformatorem impulsowym przebiegiem 2V/23kHz przez rezystor 24 omy. Poniższy oscylogram przedstawia różnicę napięć między MT1 i MT2:
formatting link
i zbocze narastające w powiększeniu:
formatting link
Skąd się biorą te oscylacje? Hipotezę mam taką, że prąd bramki wystarcza do otwarcia triaka, ale po zaniku impulsu wyzwalającego prąd przez niego płynący jest mniejszy od I_holding, więc triak się wyłącza. Trafiłem, czy prawda jest ciekawsza?
Wyszło trochę lakonicznie, więc dorzucę dwa słowa. Jeżeli chcesz szybko włączyć triak, powinieneś wstrzyknąć mu do bramki ładunek krótkim impulsem dużego prądu. Ty robisz to na raty prądem na granicy Igt więc i włączasz triak na raty.
Chcę się nauczyć skutecznego impulsowego wyzwalania triaków, jak to drzewiej u ludzi robiono. Optotriakiem jest nudno.
Kiloherce są tylko po to, by dostatecznie gęsto pokryć półokres zasilania i z niewielkim błędem włączyć triak dla pożądanego kąta i chwilę później, gdyby nie zaskoczył. Taki generator było mi po prostu łatwiej zbudować i nie ma tu wielkiego znaczenia. Interesuje mnie to, co się dzieje z triakiem, gdy dostanie w bramkę takim impulsem i okazuje się, że jest ciekawiej, niż się spodziewałem.
Wg datasheeta maksymalny prąd wyzwalania bramki to 35mA przy napięciu do 1,7V.
Rano zrobię testy i wrzucę oscylogramy.
Piszą, że seria CW to snuberless. :-)
Prąd się da zwiększyć, ale w zasadzie po co? Triak to urządzenie bipolarne, a więc o małej pojemności wewnętrznej i po wyzwoleniu wymaganym prądem nie powinien się sam wyłączać. A tu się okazuje, że przy sterowaniu impulsowym się przypałętała jakaś całka. Który parametr w dokumentacji za nią odpowiada?
Ale za to nie śmieci, przynajmniej nie tak bardzo. A jak optotriak nudzi, to weź transoptor. Najlepiej taki co nie ma fototranzystora, tylko fotoogniwo ;) Transformator teraz to... no co z tego, że będziesz wiedział co i jak, skoro z "opto" jest lepiej?
Lubisz poekspermentować, nie? ;)
Tu masz podobnie jak w tranzystorze bipolarnym - musisz wprowadzić w bramkę dość nośników, żeby całość się otworzyła. Im szybciej i więcej, tym pewniejszy zapłon. Jeszcze się zastanawiam jaki wpływ na działanie ma to, że na zmianę wprowadzasz i wyprowadzasz nośniki z bramki? Wprawdzie pamiętam, że kiedyś na wykładzie była mowa że tyrystor lubi być potraktowany impulsowo, ale nie żeby go tak brutalnie traktować (miały być impulsy ale jednokierunkowe). Nawet coś tam było że jak za bardzo się szarpnie bramką w drugą stronę to może się zdarzyć, że się go zgasi (w specyficznych sytuacjach, ale możliwe). Od tego było oczywiście przejście do tyrystorów wyłączalnych.
Triak demonem szybkości nie jest, włącza się powoli. Najpierw tworzy się wąski kanał, który poszerza się w czasie. Czas włączania zależy od ładunku wstrzykniętego do triaka, dlatego triak należy włączać jednym impulsem dużego prądu. Zauważ, że transformatory do włączania triaków są stosunkowo duże, właśnie po to, aby mogły dostarczyć tego prądu. Za mechanizmem włączania triaka kryje się parametr dI/dt. Jeśli prąd narasta zbyt szybko, gęstość prądu w wąskim kanale może być zbyt duża, w konsekwencji następuje degradacja struktury. Kiedy triak włączy się całkowicie, dI/dt już może być dowolne. Szybkość narastania prądu ogranicza się dławikiem, te są z kolei dziwnie małe w stosunku do ich prądu. To dlatego, że po całkowitym włączeniu triaka dławik może się nasycić, to już nie zaszkodzi strukturze. Dlaczego nie chcesz tego zrobić jak Pan Bóg przykazał? Czy istnieje jakiś szczególny powód?
Za małe prądy, dziesiątki mikroamperów to maksimum możliwości izolatorów fotowoltaicznych. Triak nawet tego nie zauważy, trzeba mu dorobić wzmacniacz, np. w postaci dwóch MOSFETów.
Transformator jest nieśmiertelny, a opto się degeneruje. I to jest powód moich eksperymentów. Może nic wartościowego z nich nie powstanie, ale po drodze jest ciekawie. :-)
Uwielbiam. :-)
Oscylogram sugeruje udaną próbę stworzenia triakowej wersji GTO. ;-)
Trudno powiedzieć, czy powód jest szczególny. Powiedzmy, że przeżywam okres fascynacji elementami indukcyjnymi i się zastanawiam, do czego jeszcze można ich użyć. Doświadczenia ze wzmacniaczami magnetycznymi były bardzo inspirujące i zaowocowały praktycznym wykorzystaniem. Więc korzystając z chwili wolnego od obowiązków domowych podczas urlopu postanowiłem pobawić się triakami, by je lepiej zrozumieć. I "odkryłem" dziwny efekt, co już samo w sobie jest cenne. A po drodze opracowałem realizację układową przetwornicy forward, z którą się nigdy nie spotkałem w literaturze. Więc zabawa jest owocna i wcale mi nie przeszkadza myśl, że wyzwalanie impulsowe finalnie okaże się porażką. :-)
"Legenda" do eksperymentów, której proszę zbytnio nie atakować, jest taka, że optotriaki ulegają degeneracji po kilku latach ciągłego działania i chciałem spróbować czegoś trwalszego.
Ja się jeszcze zastanawiałem czy po prostu to nie są skutki niedokładnego poprowadzenia kabli, bo to też może być. To jak już się pobawisz na różne sposoby, to dodaj diodę do bramki, żeby prąd tylko w jedną stronę płynął. Może będzie wiadomo o co chodziło.
Chyba się nieprecyzyjnie wyraziłem. Sensem mojego pytania miało być: dlaczego nie chcesz wyzwalać triaka jednym impulsem, a częstujesz go serią impulsów? Wyzwalanie transformatorem impulsowym jest jak najbardziej OK, sam to robiłem, choć już dość dawno temu.
Ach, oto pytasz: bo założyłem, że układ ma umieć współpracować również z "głupim kontrolerem", tj. takim, który zna pojęcia on/off i nie śledzi relacji fazowych między sygnałami. W skrajnym przypadku kontrolerem ma być włącznik. Jeśli taki układ wyśle jeden impuls i nie trafi, to przepadnie cały półokres. Przy wyzwalaniu picket fence/pulse train kolejna okazja powtórzy się szybko, a kontrolerowi zaawansowanemu ten sposób w niczym nie przeszkadza. Stąd pomysł.
Eksperymentów dziś nie robiłem. Nieplanowana zmiana planów. ;-)
Jak się już ma taki wzmacniacz, to szybko można wpaść na to, że MOSFET jako urządzenie sterowane napięciowo można przeskalować do wymaganego prądu, kompletnie eliminując przy tym triak, za to wynajdując przekaźnik SSR. I koniec zabawy ;-(
Układ jest zmontowany na pająka, ale skutki prowadzenia kabli byłoby widać na oscylogramach impulsów bramkowych. A te wyglądają w porządku -- ujemne szpilki wyzwalające triak w drugim i trzecim kwadrancie.
Poeksperymentowałem i wyniki są takie:
opornik 24 omy -- układ wyjściowy, oscylogramy wysłałem;
dioda na bramce nic nie daje;
zmniejszenie wartości opornika z 24 do 3,9 oma zmniejsza znacznie amplitudę oscylacji, ale dalej są;
przy braku opornika oscylacje są, lecz ich wartość jest zaniedbywalna;
Powrót do opornika 24 omy, ale równolegle z kondensatorem 100n skutkuje tym samym, co w punkcie (3), ale prąd pobierany przez układ jest znacznie mniejszy.
Wg symulacji w Spice oznacza to przepływ prądu 450mA przez
360ns, który następnie gwałtownie spada do 50mA i utrzymuje się na tym poziomie przez 4,8us. Oscylogramy spadku napięcia w układzie rzeczywistym wskazują ten sam kształt prądu bramki (z dokładnością do skali, której dokładniej nie badałem).
Z tego wynika, że nie jest ważny wstrzyknięty w bramkę ładunek, co prąd i warto iść w okolice amperów choćby nawet tylko na setki nanosekund. Ładunki przy (0) i (4) są praktycznie jednakowe, a efekty dramatycznie różne. Mogę więc pewnie zastosować jeszcze mniejszy współczynnik wypełnienia, byle tylko strzelać większym prądem. Zamierzam to wkrótce sprawdzić.
Przekopałem też Internet i dowiedziałem się, że ten sposób sterowania triakami i tyrystorami (picket fence triggering) jest jednym z rozwiązań klasycznych, więc w zasadzie z niczym nie kombinuję, co mnie zaskoczyło, bo sam to rozwiązanie odkryłem. Kiedyś do wytwarzania takich impulsów stosowano tranzystory jednozłączowe.
W kilku źródłach pisali o częstotliwościach rzędu 10kHz, w co zupełnie przypadkowo trafiłem. W dokumentacji tyrystorów ABB podali nawet kształt prądu, jakiego sobie wtedy jako producent życzą.
Ważny jest ładunek i czas, czyli jak piszesz prąd :) Rozumiem, że przy 3. i 4. wykres leci po górnej linii, bez tych impulsów w dół?
Tak, wyzwalanie paczką impulsów jest znane i polecane już od dawna. Nie zagłębiałem się w temat, ale być może chodzi właśnie o to, żeby dać silne impulsy w bramkę, a równocześnie nie przekroczyć średniego prądu itd.
No proszę... Ale ABB to chyba takie raczej sporawe elementy. Ja gdzieś jeszcze mam 3" strukturę tyrystora z Laminy. Tam to grube ampery chyba szły na bramkę :)
Dnia Tue, 05 Jan 2016 18:06:38 +0100, Piotr Wyderski napisał(a):
Rozumiem, ze przebieg jest caly czas, i to przemienny ?
Hm, narastajace ... to czy nie przy wylaczeniu ?
Rozumiem, ze to przejscie napiecia zasilajacego przez zero, a przemienne impulsy wyzwalajace leca caly czas ?
A nie probujesz zrobic (niechcacy) gate-turn-off ?
Z takim wyzwalaniem sie nie spotkalem, ale popatrz ze to tylko z jednej strony - literatura ostrzega przed jedna z kombinacji polaryzacji zasilania i wyzwalania - moze za maly prad.
To w ogóle da się zrobić w przypadku triaka? Zresztą, nawet w przypadku tyrystora prąd bramki jest tu za mały aby taki efekt mógł nastąpić.
Wyzwalanie serią impulsów stosuje się w przypadku sterowania obciążeniami indukcyjnymi. Wówczas prąd jest opóźniony w stosunku do napięcia, i w przypadku pojedynczego impulsu wyzwalającego może się zdarzyć, że ten impuls nastąpi przed zanikiem prądu. Wówczas triak będzie się włączał w co drugim półokresie i mamy "prąd stały zmienny" ;-) Powtarzanie impulsów zabezpiecza przed taką sytuacją.
Użytkownik "Paweł Pawłowicz" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:568f8989$0$656$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl... W dniu 2016-01-08 o 09:55, J.F. pisze: [...]
Niby nie, tym niemniej zasada jest podobna - przykladamy odwrotny prad do bramki, ona wysysa prad z "glownego" obwodu ...
Ale to sie dzieje gdzies przy przejsciu przez zero, gdy prad glowny maly, a i napiecie male.
Przemiennych ?
No coz, prosty test dla Piotra - dac w szereg z bramka diode, moze druga dla "zamkniecia obwodu", i zobaczyc co wtedy bedzie sie dzialo. Ewentualnie wygenerowac tylko jeden czy kilka impulsow i zobaczyc czy wygasnie do zera.
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.