Triacfehlzündungen bei Dimmer

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Hallo NG!

Folgendes Problem:
Ich habe mir einen Dimmer aufgebaut, welcher mit Phasenanschitt
arbeitet. Dazu wird ein AT90S8515 mit der Netzspannung syncronisiert
und berechnet die Zündzeitpunkte für 8 Triacs (BTA24). Diese werden
jeweils über Optokoppler (MOC 2031) vom AVR gezündet.
Die Schaltung hinter den Optokopplern sieht folgendermassen aus:

http://home.rz-online.de/~wdreschm/dimmer.jpg

Im Prinzip funktioniert das auch wunderbar, wenn es nicht ab und zu
"Fehlzündungen" einzelner Triacs gäbe.
Das äussert sich dann dadurch, dass Lampen an eigentlich
abgeschalteten Kanälen ab und zu kurz aufblitzen.
Wenn man an einem Kanal ein kleines Strobo betreibt (Dimmung: 100%)
gibt es auf den anderen Kanälen besonders viele Fehlzündungen
(vermutlich generiert das Strobo viele Störimpulse).
Eine Drossel (1350 µH) zwischen Load und Triac wirkt sich weder
positiv noch negativ auf diese Fehlzündungen aus.
Am AVR kann es nicht liegen, das habe ich ausgeschlossen, indem ich
testweise die Verbindung zu einem Optokoppler unterbrochen habe. Der
betreffende Kanal machte jedoch immer noch was er wollte.
Jetzt ist meine Vermutung, dass es daran liegen könnte, dass das Gate
des Triacs floatet wenn der Optokoppler nicht eingeschaltet ist.
Das müsste man ja relativ leicht mit einem (z.B. 50KOhm) Widerstand
zwischen Gate und "dem anderen 230V Pol" machen können.
Da ich hier jetzt leider nicht mehr diesen Strobo habe wollte ich Euch
Fragen, ob das die Lösung sein könnte, oder ob es noch etwas anderes
sein kann.

Vielen Dank schon mal,
Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer

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Wenn du einen (ausgeschalteten) TRIAC mit A1 und A2 an eine Spannung
legst (310V), und nun heftig an der Spannung zuppelst, z.B. in dem du
sie per Schalter auf 320V legst, zuendet der TRIAC wegen Uberschreibung
von dU/dT laut Datenblatt (TRIACs mit mehr Grate-Strom und 'Snubberless'
TRIACs die nur in 3 Quadranten zuenden sind dagegen unempfindlicher).
Er geht bei Wechselstrom natuerlich am Ende der Periode wieder aus.
Passiert aber z.B. wenn man einen Schnurdimmer in die Steckdose steckt.
Vermutlich ergeben sich bei dir die Spannungsschwankunden, weil ein
TRIAC eine Last an den gemeinsamen Spannungszufuehrungspunkt dranschaltet,
und der dann Mikrosekundenlang in die Knie geht wegen der Induktivitaet
der Zuleitung. Wenn das so ist, helfen 8 Drosseln vom Stromversorgungs-
sternpunkt zu den einzelnen TRIACs. Ansonsten vielleicht ein Layoutproblem
und Ground-Bounce ?
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff /
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Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hi!

Danke für deine Antwort.

Ok, woher das Problem vermutlich kommt, habe ich (denk ich)
verstanden.
Beim BTA24 gilt dU/dt = 500V/µs (wenn ich das richtig im Datenblatt
gelesen habe).

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Ich schreibe mal, wie ich mir das vorstelle. Vielleicht könnt Ihr mir
dann sagen, ob ich das so richtig sehe, oder ob ich total daneben
liege... :)
Also, die oben vorgeschlagenen Spulen zwischen gemeinsamer
Versorgungsleitung der Triacs und eben diesen helfen, weil sie die
kurzen Impulse (im µs Bereich) dämpfen. Dass würde dann wohl auch
bedeuten, dass die Drosseln zwischen Triac und Last diese Aufgabe
nicht übernehmen können, weil ich dafür sorgen muss, dass alle Triacs
nicht direkt mit der gemeinsamen Versorgungsleitung (sondern über
diese Spulen) verbunden werden.
Könnte man die "normale" Drossel zwischen Triac und Last nicht
vielleicht auch zwischen gemeinsamer Versorgung der Triacs und eben
diesen setzten, und die Last dann direkt mit dem Triac verbinden?
Das sollte die Wirkung der Drossel (dI/dt zu begrenzen) doch nicht
beeinträchtigen, jedoch den selben Effekt haben, wie "Extra-Spulen"
zwischen gemeinsamer Triac Versorgung und Triacs.
Natürlich sind die anderen Terminals der Traics (wo die Last dran
hängt) nun über Kabel und die Last wiederum miteinander verbunden,
aber das sollte hier doch viel unkritischer sein, oder?

Würde eine Erhöhung des Cs im Snubber (wie von Dieter vorgeschlagen)
die selben Verbesserungen bringen? (wäre vermutlich weniger Aufwand)

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Die Traics sind auf dem Kühlkörper "frei verdrahtet". Die gemeinsame
Versorgung wird durch einen dicken Kupferdräht bewerkstelligt (dicker
als die Zuleitung). Von daher denke ich, dass da alles OK sein müsste.

Cu, Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
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Jeine. Die Drossel hat einfach eine hoehere Induktivitaet als die
Zuleitung (sollte sie zumindest haben). Daher ensteht die groesste
Spannungsdifferenz bei rapiden Stromaenderungen dann an der Drossel
und eben nicht an der Zuleitung.

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Die Drossel muss bloss /irgendwo/ im (jedem der 8) Strompfad liegen,
und ihr Spannungsabfall nicht das Gate beeinflussen.

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Probier's aus, aber ich denke die Drosseln sind hier effektiver.

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Bei 230V~ ? Uh, Elektriker und Notarzt holen, ruhig abwarten, nicht basteln,
beide Haende in die Hosentaschen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hi!

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Ja, das mein ich doch :)

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Dann werde ich das mal ausprobieren... Thnx

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Ruhig. Das ganze befindet sich in einem Metallgehäuse (mit Deckelt
*g*), Kühlkörper/Gehäuse sind geerdet usw...

Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
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basteln,


AFAIK ist aber ein unisolierter Hochspannung führender Draht im Gehäuse
keinesfalls erlaubt.

Gruß
Wolfgang



Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hi!

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Naja, um einen Drat irgendwo anzuschliessen muss ich ihn wohl oder
übel irgendwo abisolieren. Die Frage ist, ob es Sinn macht bei 4 cm
Triacabstand dazwischen immernochmal ein Isolierstück zu setzten.
Ansonsten ist doch alles isoliert.

Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
  (Michael Dreschmann)  04.10.03 in /de/sci/electronics:

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Das Problem ist (auch), das der Optokoppler als Kondensator wirkt
und Du schon selbst sagst das Gate "floated".
Dazu kommt der wunderhübsche Kondensator den Du mit den
riesen langen, parallelen Leiterbahen zum OK gebaut hast.
Dadurch koppeln die 230V "direkt" auf das Gate ein,
werden evtl. gar gleichgerichtet, weil es ja nicht 100%ig symmetrisch ist.
Schon eine kleine spitze reicht dann zum Zünden.

Abhilfe:
1nF..10nf zwischen Gate und "Kathode"("A1" verwenden ich ungern
oder war es "A2"?) nahe am Triac
Oder 100 Ohm. Deine 47k wäre viiiiel zu gross.
Triacs und Kühler umdrehen so das die Ansteuerung minimal kurz wird.

Besser:
Den 150 Ohm nicht vor das Gate sondern vor den OK, also
den OK über einen Tiefpass anschliessen!
(Da kann man nicht einfach die Reihefolge tauschen! Das Datenblatt
zeigt es richtig. Auch haben die dort nicht ohne Grund 2 Widerstände
eingesetzt: a) Entkoppelt den OK vom Netz b) Spannungfestigkeit
kleiner Widerstände ist zu gering f. 230V)


Denn: Zum "Überkopfzünden" ist nicht nur das "du/dt" des
Triacs sondern auch das des TLP MCP MOC 2031 wichtig, das
ja auch einen Triac enthält...und auch nur 1000V/us (?) beträgt.
(Für den MOC2031 finde ich kein datenblatt, nur 304x)


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Sehr preiswert lässt sich das mit einem Piezo-Gasanzünder
simulieren.



Du hast Dich nicht zufällig an

http://www.hut.fi/~jalapaav/elektroniikka/HCN/lightning/lightning.html

orientiert?


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
  (Michael Dreschmann)  04.10.03 in /de/sci/electronics:

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Das Problem ist (auch), das der Optokoppler als Kondensator wirkt
und Du schon selbst sagst das Gate "floated".
Dazu kommt der wunderhübsche Kondensator den Du mit den
riesen langen, parallelen Leiterbahnen zum OK gebaut hast.
Dadurch koppeln die 230V "direkt" auf das Gate ein,
werden evtl. gar gleichgerichtet, weil es ja nicht 100%ig symmetrisch ist.
Schon eine kleine spitze reicht dann zum Zünden.

Abhilfe:
1nF..10nf zwischen Gate und "Kathode"("A1" verwenden ich ungern
oder war es "A2"?) nahe am Triac
Oder 100 Ohm. Deine 50k wären viiiiel zu gross.
Triacs und Kühler umdrehen so das die Ansteuerung minimal kurz wird.

Besser:
Den 150 Ohm nicht vor das Gate sondern vor den OK, also
den OK über einen Tiefpass anschliessen!
(Da kann man nicht einfach die Reihefolge tauschen! Das Datenblatt
zeigt es richtig.
Auch haben die dort nicht ohne Grund 2 Widerstände eingesetzt:
a) Entkoppelt den OK vom Netz
b) Spannungfestigkeit kleiner Widerstände ist zu gering f. 230V,
   die zumindest kurzfristig abfallen.
c) Sind 150 Ohm schon recht wenig. Bei 230V wäre das (kurzfristig)
   über 2A Gatestrom.  Kann der MOC das ab?
)


Denn: Zum "Überkopfzünden" ist nicht nur das "du/dt" des
Triacs sondern auch das des TLP MCP MOC 2031 wichtig, das
ja auch einen Triac enthält...und auch nur 1000V/us (?) beträgt.
(Für den MOC2031 finde ich kein datenblatt, nur 304x)

Welche BTA hast Du? den "Snubberless"?

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Sehr preiswert lässt sich das mit einem Piezo-Gasanzünder
simulieren.



Du hast Dich nicht zufällig an

http://www.hut.fi/~jalapaav/elektroniikka/HCN/lightning/lightning.html

orientiert?


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
(Uwe Bredemeier)  05.10.03 in /de/sci/electronics:


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Ne, geht so nicht...

Ich werde immer auf
http://www.littelfuse.com/teccor/products.html
geschmissen, und dort gibt es nur links auf teccor.com die,
man rät es kaum, nach littlefuse führen...

http://www.teccor.com/web/menuitems/products/sentriac.htm
bleibt dann endlich bei teccor...
http://www.teccor.com/web/menuitems/downloads/appnotes.htm
AN1007 Thyristors Used as AC Static Switches  (148kB)
http://www.teccor.com/web/PDF%20Files/Power/an1007.pdf

Du meinst da AN10007.6 ?  

Igitt. Aber Stimmt. Die Dimensionierung ist f. 110V und
hängt von der Last ab, die nicht (Watt mässig) zu klein werden darf
da sie ja in Reihe zum Gate-Vorwiderstand liegt.

Das könnte dazuführen, das die Lampe angeht und dann, sobald
sie warm ist, der Triac nicht neu gezündet werden kann, sie also
mit 10Hz o.ae. flimmert...


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Das würde aber "nur" unzuverlässiges Schalten oder gar Gleichstrom
bedeuten, aber nicht eigenmächtiges einschalten.

Und die darf natürlich nicht nennenswert induktiv sein...


AN1007.7 zeigt den Aufbau mit Tiefpass...
Nur: Wie passt das T-Glied mit dem Nullspannungschalter zusammen?

Da nehmen sie nur 22 Ohm, was auch Sinn macht, da ja bei den
kleinen Spannungen sonst nicht genug strom fliessen würde,
der Nullschalter aber den OK-Triac bei höherer Spannung abschaltet,
auf 20V begrenzt.


Für kleine Lasten (<1A Laststrom, 200W)) ist das wohl nicht "backbar"?


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hi!

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Naja, das Bild soll nur als Schaltplan dienen, in wirklichkeit sind
das freie Drähte. Aber das gibt sicher auch nen Kondensator...

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Meinst du mit Kathode den Terminal wo die Last dran hängt? Also den
aussen? (Der innere würde ja eigentlich keinen Sinn machen, da würde
der Triac wohl dauernd zünden)

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Moment, dann würde das doch fast zu nem Kurzen führen beim Zünden,
weil der MOC doch dann über 250 Ohm an 230V liegt. Oder was sehe ich
da falsch?

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Ok, Optokoppler dichter ransetzten wäre kein Problem. Ich war mir bis
jetzt nur nicht dieses Kondensatorproblems bewust.

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Stimmt. Gut, dass Du das erwähnst, werde ich dann auch gleich ändern.
Aber das sollte ja nichts mit dem Fehlzündproblem zu tun haben.

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Ich habe in ersten Versuchen mit Dimmern eine Schaltung aus dem Web
mit BT139 Triacs verwendet. Dort wurden MOC3021 und 150 Ohm verwendet.
Als ich auf BTA24 umgestiegen bin (u.a. weil die isoliert sind) habe
ich MOC und Widerstand übernommen. (Habe glaube ich nur den Gatestrom
des BTA für den MOC überprüft).
Wenn ich den Widerstand etwas erhöhe, sollte das doch nur die
Reaktionszeit etwas verlangsamen, oder?

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Ups, da fällt mir gerade auf, es ist ein MOC 3021. Sorry.
http://enc.ic.polyu.edu.hk/mu_deg/mu_deg_2001/01N09/Datasheet/MOC3021.pdf

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Ne, die Standartversion.

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Wo würde man den dranklemmen?

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Oh wei... Das kann ja keiner lesen... :)
Wie gesagt, ich hatte nen Plan von nem analogen Dimmer mit BT139
Triacs und habe die Optokoppleransteuerung nun digitalisiert und die
Triacs durch BTA24 ersetzt.

Vielen Dank für deine Mühen.

Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
(Michael Dreschmann)  05.10.03 in /de/sci/electronics:

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Eher Verdrahtungsplan :-)

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Das ist angelehnt an den "Thyristor" der Draht am gegen den
die Steuerspannung ggü. Gate abgelegt wird.

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Ja.
Da kann man die Last anschliessen, muss es aber nicht.


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Jo, da ist ja eh schon Dein "Drahtkondensator". Mit Dem zusätzlichen
C baust Du einen kapazitiven Spannungsteiler.

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Emm, was meinst Du welcher Strom in das Gate fliesst, wenn
dass mit 150Ohm an 230V angeschlossen wird?
Dir brennt der Sch+ nur nicht ab weil der Triac sofort zündet
und so die Spannung zusammen bricht.


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Die ganze Ansteuerung so kompakt wie möglich ohne die
vorgeschriebenen Luftstrecken zu unteschreiten.


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Doch.




Schau Dir den URL von teccor an!
Da ist die komplette Berechnung drin.




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Einfach in der Nähe anfeuern.
Das ist natürlich kein "Messgerät" aber für 4,95 Euro die wohl
billigste Möglichkeit kleine EMPs zu erzeugen.

Was sagen die HFLer und NWA-/Spektrumanalyzer-Besitzer dazu?



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babelfish existiert: -)
Ich meint auch nur das Bild.


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hallo!

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Ja, ok... Seid ein paar Monaten arbeite ich auch mit Eagle :)

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Achso. Ich dachte das Gate des Triacs begrenzt den Strom auf ein paar
mA. Ok, gut dass ich das jetzt weiss...
Wenn da also im Datenblatt vom BTA24 steht I_GT max. 50mA, bedeutet
das, dass er maximal 50mA auf dem Gate mag und ich dafür sorgen muss,
dass diese nicht überschritten werden? Das würde ja dann bedeuten,
dass ich da nen Widerstand von mind. 6,5 KOhm bräuchte...

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Habe geschaut, aber weiss nicht so genau, wonach ich da suchen muss.
Ich habe da zwar ein Bsp. zur Steuerung eines Triac mit OK gefunden
(da werden 2x 100 Ohm Widerstände verwendet, in der Mitte mit 100nF
zum entgegengesetzten Terminal) aber sonst nur allgemeines.
Aber nachdem, was Ihr hier alles schreibt, kann es wohl nicht Schaden
der Widerstand etwas zu erhöhen.

Ich fasse jetzt gerade nocheinmal die Änderungen zusammen:
Zunächst werden die Triacs nicht alle direkt an einen Pol der
Netzspannung angeschlossen, sondern, wie von Mawin vorgeschlagen,
jeweils über eine Drossel.
Weiterhin setzte ich die Optokoppler so nahe wie möglich an die
Triacs, und zwar so, dass Gate und OK direkt verbunden sind und dann
über 2 Widerstände (wegen Spannungsfestigkeit) mit Terminal 2 der
Triacs verbunden werden.
Sollte das noch nicht reichen, würde ich den Kondensator im Snubber
mal etwas vergrössern und das Gate über einen Widerstand oder
Kondensator auf Terminal 1 ziehen.
Und wenn's dann immer noch nicht klappt, fliegts ausm Fenster... :)

Und vielen Dank nochmal an alle, die mir die ganzen wertvollen Tipps
gaben!


Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
(Michael Dreschmann)  09.10.03 in /de/sci/electronics:

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Ne, da kann man (fast) genauso viel Strom rein jagen wie "oben"...
Begrenzt ist die Spannungsdifferenz. Das ist wie eine
Doppel-Diode die man in Flussrichtung betreibt.

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Ne. Du brauchst höchsten 50mA damit er zündet, 25mA tun's vielleicht
auch.

Überseh nicht, das er 100mA(!) im 4. Quadranten braucht,
nicht nur 50mA!
Der 4. Quadrant ist der Zustand, wenn man bei einer negativen
Spannung über den Terminals eine positive an das Gate zum zünden legen will)
Das hast Du zwar nicht, aber vielleicht willst Du die
Triacs dort noch mit einem Gleichstrom ansteuern...)



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Evtl. hilft auch deine ganze Elektronik gegen das Netz mit
einem Netzentstörfilter (billig von Pollin) zu schützen.

Auch ist es nicht "ganz egal" wo Du A1 und A2 anschliesst,
was die "gemeinsame Leitung" für alle Triacs ist.





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Nimm in

http://www.fairchildsemi.com/pf/MO/MOC3021-M.html

das Bild "Figure 9.Typical Application Circuit"

als Vorlage. (Oder "Figure 7. Inductive Load With Nonsensitive-Gate Triac"
in dem TI datenblatt)

the 470 ohm resistor and 0.05 F capacitor are for snubbing the coupler.
                                                  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~!!!
These components may or may not be necessary depending upon the
particular and load used.

Diese RC Kombination solltest Du einbauen, denn der Triac
in dem Ok hat nur 100V/us du/dt!
(dv/dt Critical rate of rise of off-state voltage)

In dem Datenblatt von TI ist das 1,2kOhm+0,2uF für einen
Triac der 15..50mA braucht.  2,4k+01,uF f. einen empflichen Triac < 15mA.
dann soll das sogar bei induktiver Last funktionieren.

Problem ist natürlich das das der C die volle Netzspanung abkönnen
muss, bei 220nF schon recht gross ist..
Also sind die 470+47nF von "F" nur zum reduzieren der Flankensteilheit
schon praktischer...

Das würde ich als ersten Versuch machen.



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Schütze erstmal den Triac on OK vor dem Überkopfzünden!

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Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hallo!

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Aha, warum? Und welcher von beiden wäre besser?
Ich könnte mir jetzt nur vorstellen, dass man das Terminal, welches
zum Optokoppler geht ehr nicht an den "gemeinsamen Pol" legen sollte,
damit der OK nicht direkt diese Spannungsstösse mitbekommt....

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Stimmt. Aber da nur Lampen dran sollen werden die 47nF + 470 wohl
reichen. Ich dachte für induktive Lasten nimmt man sowiso besser
Phasenabschnittsdimmer...
Allerdings habe ich in dem Snubber des Triacs momentan 100nF hängen.
In dem Fairchilddatenblatt stehen aber nur 10nF. Sollte ich das ändern
oder gilt hier das Motto "mehr schadet nicht" ?
Und welche Widerstände müssten in dem Schaltbild nach Fairchild Figure
9 mehr als 250V aushalten? Ich würde vermuten, die 39 (bzw. 47) Ohm im
Triacsnubber, aber nicht die beiden 360 und 470 Ohm. Bin mir da aber
absolut nicht sicher...

Michael

Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
(Michael Dreschmann)  05.10.03 in /de/sci/electronics:

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Das sind 9-14cm zu viel.


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
 (Michael Dreschmann)  04.10.03 in /de/sci/electronics:

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Er soll die Energie von Spannungsspitzen aufnehmen.
Der Widerstand ist eigentlich unnötig, denn sie Last begrenzt den Strom
ja.
Nur leider würde der Triac u.U. den Kondensator immer wieder "volle
Pulle" entladen. Deinem dicker 25A Triac würde das wenig ausmachen,
aber der Kondensator könnte diese extrem hohen Ströme nicht lang ab.
Drum die 47 Ohm.

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Ne. Das ist der "Gatestrom" was Du bechreibst.


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Rechne mal lieber mit 50Hz...

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Im Datenblatt ist der C mit 10nF angegenben...


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Ist aber durchaus üblich, wenn auch nicht in Bausätzen bei
denen am letzten Pfennig gespart wird.
Ist ja schuld des Bastlers wenn's nicht geht...


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
 (Michael Dreschmann)  04.10.03 in /de/sci/electronics:

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Je nach Betrachtungsweise:
Er soll die Energie von Spannungsspitzen aufnehmen.
Er soll zusammen mit der Last einen "dynamischen" Spannungsteiler bilden.
Er ist zusammen mit der Last ein Tiefpass.
Der Riehen-Widerstand ist eigentlich störend, denn die Last begrenzt
den Strom ja schon.
Nur leider würde der Triac u.U. den Kondensator immer wieder "volle
Pulle" entladen (besonders bei Phasenanschnitt). Deinem dicker 25A
Triac würde das weniger ausmachen, aber der Kondensator könnte diese
extrem hohen Ströme nicht lang ab.
Drum die 47 Ohm.

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Der "Haltestrom" ist der Strom durch den Triac bei dessen
Unterschreitung er verlöscht.



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Rechne mal lieber mit 50Hz...

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Im Datenblatt ist der C mit 10nF angegenben...


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Ist aber durchaus üblich, wenn auch nicht in Bausätzen bei
denen am letzten Pfennig gespart wird.
Ist ja schuld des Bastlers wenn's nicht geht...


Re: Triacfehlzündungen bei Dimmer
Hallo!

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Ahso, ja, aber nicht lieber mit 162.5V?
Wei 100 mal pro sec. kann eine Entladung passieren, aber C is dann nur
von GND aus gesehn bis zu einer Amplitudenpsitze aufgeladen.
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Vom Snubber? Hm, finde ich grade nicht.
Soll ich denn C dann nun ehr erhöhen oder erniedrigen?
10nF wäre ja nur noch ein Zentel...

Michael

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