Atenuador TRIAC, ayuda para el diseño de circuitos (carga resistiva)

Bien, muchachos, me encargaron crear un sistema de control de atenuación de luz para una lámpara de calor de 240 V que disipa alrededor de 250 W. Necesito ajustar la salida de calor de la lámpara mediante el control de un microprocesador.

Estoy desarrollando un SoC basado en 8051 con circuitos de RF y algunos sensores y actuadores. Básicamente es un nodo en una red de sensores inalámbricos. He dejado todos los demás componentes fuera.

Soy principalmente un tipo de software, por lo que podría necesitar ayuda aquí. Perdón por mi jerga y si planteo preguntas fundamentales, no tengo mucha experiencia con esto.

Estoy pensando en un diseño como este para el circuito dimmer:

ingrese la descripción de la imagen aquí

.. y tengo algunas preguntas :) He marcado cuadros rojos con números que coinciden con las preguntas:

1)

  • ¿Es esta una forma sensata de conducir un triac? La resistencia en el pin 6 debe tener una potencia nominal más alta. Como 5W o algo así, supongo.
  • La pata GPIO puede suministrar hasta 500 mA, por lo que debería ser suficiente para impulsar la puerta del transistor, ¿verdad?
  • Y sobre todo cualquier transistor servirá, lo tomo.

2)

No sé qué tan inductiva es la lámpara de calor o cómo cambia su resistencia con la temperatura. Quiero hacer una estimación de cómo se debe especificar el triac.

  • 240 V CA (rms) sería ~ 340 V CA (pico a pico), por lo que un voltaje de aislamiento máximo de 400 V debería ser suficiente, ¿no?
  • Supongo que una clasificación máxima de sobrecorriente de 4A dejaría algunos gastos generales, pero no estoy seguro de cuánto necesito. Supongo que un encendido en frío podría consumir mucha corriente. ¿Debería instrumento para estar seguro? No tengo ningún dato sobre la lámpara de calor que no sea su clasificación para 250 W máx.

3)

  • ¿Estoy entendiendo correctamente que este es el amortiguador?

He encontrado un par de temas que me ayudaron, pero agradecería un comentario. Leí estos:

TL; DR: ¿Estoy muy equivocado con el esquema? Un poco de ayuda para estimar la calificación de los componentes también sería bueno :)

¿Qué tiene de especial su situación que impide el uso de un interruptor de temporizador comercial estándar?
@DaveTweed: No estoy seguro de entender lo que quieres decir. Necesito atenuar la luz, no solo encenderla/apagarla. Estoy desarrollando esto como parte de un producto :)
¿Qué tiene de especial su situación que impide el uso de un atenuador estándar disponible en el mercado?
No solo estoy bromeando; parece que todos sus requisitos se pueden cumplir poniendo un atenuador estándar en serie con un interruptor de temporizador estándar. ¿Por qué alguien va a comprar su producto en su lugar?
@DaveTweed Parece bastante obvio: necesita construir un atenuador utilizando componentes discretos que serán parte de un producto final más complejo; una solución lista para usar probablemente será más voluminosa y tal vez tenga componentes adicionales que no son necesarios en esta aplicación en particular. ¿Qué interruptor de atenuación/temporizador listo para usar tiene en mente?
@DaveTweed: Es como sugiere m.Alin. Esto es parte de un diseño más grande y no solo un atenuador :) El diseño se realizará en volúmenes de un par de miles, por lo que el precio unitario tiene cierta prioridad. Aunque si conoce un atenuador que pueda usar, publique un enlace :)
Todo se reduce a cómo se debe controlar el atenuador, y no nos está dando el contexto que necesitamos para determinar eso. ¿Estás tratando de regular la temperatura de algo? Dice que está manejando la detección de cruce por cero usted mismo, pero no nos ha mostrado eso. En cuanto al lado de CA del circuito, ¿qué pregunta tiene que no esté respondida en las miles de hojas de datos y notas de aplicación para triacs y optoaisladores que existen?
Te sugiero que saltes a la piscina antes de criticar si hace calor o frío. Como sugirió Dave.
@sandundhammika: ¿qué estoy criticando :)? Dave, te hice una edición
@MortenJensen, simplemente no te preocupes demasiado. Lo que te dije es que si verificas dos veces la seguridad, entonces no hay nada más que verificar. Si es nuevo en la electrónica de alimentación de CA, busque a alguien que tenga experiencia para guiarlo.
Sin el esquema COMPLETO, nos está pidiendo que solo adivinemos. Lo que ha mostrado ahora es solo la etapa de salida; no hay forma de que el SOC detecte un cruce por cero sin un circuito adicional.
nunca use optoacoplador con cruce por cero incorporado, dará una activación falsa

Respuestas (4)

En primer lugar, si está controlando un elemento calefactor, no necesita un amortiguador.

Segundo, seguro es un término relativo. Si por seguridad está preguntando si explotará y se incendiará, constrúyalo y descúbralo. Si por seguro quiere decir, ¿puedo yo o alguien aquí decirle que ha construido un circuito seguro, lo que significa que no lastimará a nadie... bueno, buena suerte consiguiendo un compromiso allí? 240 VAC generalmente se consideran voltajes inseguros para jugar, por lo que no es aconsejable que nadie le dé el visto bueno.

Aquí hay un enlace que muestra una nota de aplicación que lo ayudará a diseñar el circuito.

http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3003.pdf

Consejo de seguridad: Un comentario más, recuerde que debe manejar el pico de tensión al momento de especificar una pieza, y manejar las sobretensiones y situaciones de sobrevoltaje que puedan surgir de la compañía eléctrica. Entonces, 240 VCA es el valor RMS (promedio), y el pico es multiplicado por la raíz cuadrada de 2, o 340 voltios. Así que asegúrese de usar un triac que pueda manejar 600 V para un circuito de 240 VCA.

El pico es multiplicado por sqrt (2), a menos que desee agregarle algunos gastos generales por seguridad o algo así.
Brian, gracias por la respuesta :) Actualizaré mi pregunta con un mejor esquema. @exscape, sí, pensé que sí. Sin embargo, debería estar seguro con partes de voltaje de aislamiento de 400 V, ¿verdad?
@Brian He actualizado mi pregunta (mucho).

Voy a añadir algunas cosas más:

  • 500 miliamperios es mucha corriente y debería ser más que suficiente para impulsar el optoaislador directamente a menos que el uC funcione con un voltaje diferente. Incluso entonces, probablemente puedas usarlo como fregadero.

  • Si aún conserva el transistor, necesita una resistencia entre el GPIO y la base. B->E en un transistor funciona como un diodo, por lo que extraerá tanta corriente como lo permita, mientras que solo necesita unos pocos miliamperios para hacer su trabajo. Consulte las hojas de datos, pero algo como 1k debería ser suficiente para hacer todo el trabajo que necesita sin consumir una corriente excesiva.

  • Recuerde el comportamiento operativo de un TRIAC cuando decida usarlo de esta manera. No se apagará hasta que el voltaje de CA cambie a la polaridad opuesta y cruce cero. Esto significa que no puede usar PWM en el sentido tradicional proporcionado por el uC (ya que generalmente son docenas de kilohercios), y tendrá que observar el cruce por cero usted mismo y contar internamente para activar el triac. Es posible que haya simplificado el diagrama, pero no vi nada que indique que está alimentando la señal de cruce por cero en su uC.

Con respecto a los voltajes seguros, es una buena pregunta. Veo que las oscilaciones de voltaje en la red eléctrica son de hasta 260 VAC RMS; eso es aproximadamente 364 VAC pico. Un TRIAC de 400 V podría cumplir con esos requisitos. Sin embargo, sería prudente usar un TRIAC de 600 V, pero estos son más costosos.

Comencé a trabajar con atenuación de CA de bombillas de luz LED de CA e hice este circuito que usa un temporizador 555 para la detección cero.

Atenuador de CA de paso por cero 555https://www.dropbox.com/s/l1mweybxcspuqwr/555.png?dl=0

No vi la necesidad de un circuito amortiguador hasta ahora. comencé a probar con un cable más largo (25 m) entre la bombilla y el atenuador y vi un parpadeo.

No estoy seguro de cuán importante es el parpadeo para su lámpara de calefacción.

es posible que ya hayas resuelto el problema. Sería genial saber a quién fue.

buena suerte.

Atenuador TRIAC, ayuda para el diseño de circuitos (carga resistiva)
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