BataillonDAmour
13.08.2014, 22:52 |
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt (Elektronik) |
Hallo,
ich möchte diese Schaltung zur Diskussion stellen. Es ist ein Phasenschnitt-Lampensoftstart für z.B. Halogenlampen (Bastelprojekt).
Kurze Beschreibung des Schaltbildes von links nach rechts:
- Netzspannung (hellgrüne Kurve)
- Kondensatornetzteil
- Spannungsnulldurchgangsdetektor aus Q4...Q7 erzeugt je ein High-Signal in jedem Netzspannungs-Nulldurchgang (rotes Signal)
- Damit wird über Q2+Q3, R4 und C3 ein 100Hz-Sägezahnsignal erzeugt (hellblaue Kurve)
- R9 und C4 erzeugt eine Spannungsrampe mit einer entsprechend langen Zeitkonstante (violettes Signal)
- Q8...Q10 bilden einen Differenzverstärker und über R21 einen Komparator mit Hysterese
- Q11+Q12 treiben einen negativen Strom in das Gate eines Triacs (dunkelgrünes Signal) und triggern ihn im II. und III. Quadranten
- oben rechts bilden S1+S2 grob das Triac-Verhalten, daneben Snubber und Filter (Laststrom ist die dunkelblaue Kurve)
In der Simulation funktioniert die Schaltung optimal. Würde ein realer Aufbau sicher und zuverlässig funktionieren? Wo seht ihr Risiken? Gibt es Teile, die man eleganter lösen könnte? Habt ihr noch Hinweise, Verbesserungsvorschläge?
Grüße.
|
geralds
Wien, AT, 13.08.2014, 23:14 (editiert von geralds am 13.08.2014 um 23:15)
@ BataillonDAmour
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Vorschlag - alternativ Phasenabschnitt |
» Hallo,
---
Hi,
Querfrage: was hältst von einer Phasen-ABschnittsteuerung,
statt einer -Anschnittsteuerung?
grundsätzlich - ist recht aufwendig mit diesem Transihaufen.
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
Thomas Kuster
14.08.2014, 08:46
@ BataillonDAmour
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
Hallo BataillonDAmour
erst einmal grossen Respekt für diese mit Transistoren aufgebaute Schaltung. Ich fühle ich mich dadurch in vergangene Zeiten zurückversetzt, als es noch keine IC's gegeben hat.
Was mir aufgefallen ist : Die Schaltung hat ein kapazitives Sparnetzteil, wie verhält sich die Schaltung, wenn das Netz eingeschaltet wird ? Wahrscheinlich muss noch ein power-on reset realisiert werden, damit es nicht zu undefinierten Zuständen kommt.
Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas |
Altgeselle
14.08.2014, 09:54
@ BataillonDAmour
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» Hallo,
»
» ich möchte diese Schaltung zur Diskussion stellen. Es ist ein
» Phasenschnitt-Lampensoftstart für z.B. Halogenlampen (Bastelprojekt).
»
» Kurze Beschreibung des Schaltbildes von links nach rechts:
» - Netzspannung (hellgrüne Kurve)
» - Kondensatornetzteil
» - Spannungsnulldurchgangsdetektor aus Q4...Q7 erzeugt je ein High-Signal
» in jedem Netzspannungs-Nulldurchgang (rotes Signal)
» - Damit wird über Q2+Q3, R4 und C3 ein 100Hz-Sägezahnsignal erzeugt
» (hellblaue Kurve)
» - R9 und C4 erzeugt eine Spannungsrampe mit einer entsprechend langen
» Zeitkonstante (violettes Signal)
» - Q8...Q10 bilden einen Differenzverstärker und über R21 einen Komparator
» mit Hysterese
» - Q11+Q12 treiben einen negativen Strom in das Gate eines Triacs
» (dunkelgrünes Signal) und triggern ihn im II. und III. Quadranten
» - oben rechts bilden S1+S2 grob das Triac-Verhalten, daneben Snubber und
» Filter (Laststrom ist die dunkelblaue Kurve)
»
» In der Simulation funktioniert die Schaltung optimal. Würde ein realer
» Aufbau sicher und zuverlässig funktionieren? Wo seht ihr Risiken? Gibt es
» Teile, die man eleganter lösen könnte? Habt ihr noch Hinweise,
» Verbesserungsvorschläge?
»
» Grüße.
Hallo,
der Strom durch R7 (Gatestrom) scheint mir sehr hoch zu sein.
Übliche Triacs kommen mit ca. 35mA oder sogar weniger aus.
Ich schlage diesen vor:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00002945.pdf
Dann kann man C7/R24 sparen und die Spannungsversorgung
etwas kleiner auslegen.
D11,R22,C6 gehören wohl zu deiner Triac-Nachbildung?
- Was macht die Schaltung wohl bei höheren Temperaturen,
wenn sich die Ube der Darlington-Transistoren ändern?
- Du fragst nach eleganteren Lösungen. Da schlage ich
den PIC10F220 vor. Der tut alles auf viel kleinerer
Fläche und ist temperaturstabil.
Grüße
Altgeselle |
BataillonDAmour
15.08.2014, 00:49
@ Altgeselle
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
Hallo,
» Hallo,
» der Strom durch R7 (Gatestrom) scheint mir sehr hoch zu sein.
» Übliche Triacs kommen mit ca. 35mA oder sogar weniger aus.
» Ich schlage diesen vor:
» http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00002945.pdf
» Dann kann man C7/R24 sparen und die Spannungsversorgung
» etwas kleiner auslegen.
Ich habe mich am BTB41 orientiert, weil ich davon noch eine Hand voll liegen habe. Der hat in den entsprechenden Quadranten einen I_GT von 50 mA bei 25 °C. Der Triac soll aber auch im Winter draussen einsetzbar sein. Da sind ein paar mA Zündstrom sicher nicht verkehrt. ca. 2x I_GT erschien mir sinnvoll, weil da auch das di/dt(crit) spezifiziert ist.
» D11,R22,C6 gehören wohl zu deiner Triac-Nachbildung?
Richtig. Das geht natürlich sehr viel besser, würde hier aber nichts weiter bringen.
» - Was macht die Schaltung wohl bei höheren Temperaturen,
» wenn sich die Ube der Darlington-Transistoren ändern?
Ich habe die Schaltung mit besseren Transistormodellen bei 125 °C simuliert. So heiss würden die natürlich nie werden, aber ich konnte ein grunsätzliches Problem erkennen. an Q10 hat wohl ein hochohmiger (100k) Widerstand von der Basis zum Emitter gefehlt, damit er wieder richtig abschaltet. Ansonsten konnte ich in der Simulation keine Fehlfunktionen feststellen.
Vielen Danke für den Hinweis!
» - Du fragst nach eleganteren Lösungen. Da schlage ich
» den PIC10F220 vor. Der tut alles auf viel kleinerer
» Fläche und ist temperaturstabil.
Für mich käme dann nur ein Atmel in Frage, da ich für PICs keine Entwicklungsumgebung habe. Ich werde mal darüber nachdenken.
Grüße. |
geralds
Wien, AT, 15.08.2014, 10:29
@ BataillonDAmour
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» Hallo,
»
» » Hallo,
» » der Strom durch R7 (Gatestrom) scheint mir sehr hoch zu sein.
» » Übliche Triacs kommen mit ca. 35mA oder sogar weniger aus.
» » Ich schlage diesen vor:
» »
» http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00002945.pdf
» » Dann kann man C7/R24 sparen und die Spannungsversorgung
» » etwas kleiner auslegen.
»
» Ich habe mich am BTB41 orientiert, weil ich davon noch eine Hand voll
» liegen habe. Der hat in den entsprechenden Quadranten einen I_GT von 50 mA
» bei 25 °C. Der Triac soll aber auch im Winter draussen einsetzbar sein. Da
» sind ein paar mA Zündstrom sicher nicht verkehrt. ca. 2x I_GT erschien mir
» sinnvoll, weil da auch das di/dt(crit) spezifiziert ist.
»
» » D11,R22,C6 gehören wohl zu deiner Triac-Nachbildung?
»
» Richtig. Das geht natürlich sehr viel besser, würde hier aber nichts weiter
» bringen.
»
» » - Was macht die Schaltung wohl bei höheren Temperaturen,
» » wenn sich die Ube der Darlington-Transistoren ändern?
»
» Ich habe die Schaltung mit besseren Transistormodellen bei 125 °C
» simuliert. So heiss würden die natürlich nie werden, aber ich konnte ein
» grunsätzliches Problem erkennen. an Q10 hat wohl ein hochohmiger (100k)
» Widerstand von der Basis zum Emitter gefehlt, damit er wieder richtig
» abschaltet. Ansonsten konnte ich in der Simulation keine Fehlfunktionen
» feststellen.
»
» Vielen Danke für den Hinweis!
»
» » - Du fragst nach eleganteren Lösungen. Da schlage ich
» » den PIC10F220 vor. Der tut alles auf viel kleinerer
» » Fläche und ist temperaturstabil.
»
» Für mich käme dann nur ein Atmel in Frage, da ich für PICs keine
» Entwicklungsumgebung habe. Ich werde mal darüber nachdenken.
»
» Grüße.
---
Ist das für deine Schaltung ok, wenn der Null-Durchgangsimpuls um 0,7V früher beginnt,
in der Impulsmitte genau 0V passiert und 0,7V später endet? - u.a. Triggerzeitpunkt, will ich damit ansprechen.
Warum so viele Darlington?, sollte eher nicht notwendig sein.
Grüße
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
xy
15.08.2014, 12:25
@ BataillonDAmour
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» Habt ihr noch Hinweise,
» Verbesserungsvorschläge?
Viel einfacher aufbauen: klassische Dimmerschaltung mit NTC statt Poti. |
BataillonDAmour_ext.
15.08.2014, 14:48
@ geralds
|
Vorschlag - alternativ Phasenabschnitt |
» » Hallo,
» ---
» Hi,
»
» Querfrage: was hältst von einer Phasen-ABschnittsteuerung,
» statt einer -Anschnittsteuerung?
Hallo,
es sollen ohmsch/induktive Lasten, wie Glühlampen, gesteuert werden. Da ist Phasenanschnitt sicher die bessere Wahl. Für Phasenabschnitt wären IGBTs notwendig. Die sind sensibler und ich müsste mich noch um das Abschalten kümmern. Das wäre dann wohl in Transistorbauweise doch zu aufwändig.
Grüße.
» grundsätzlich - ist recht aufwendig mit diesem Transihaufen.
»
»
» --- |
BataillonDAmour_ext.
15.08.2014, 14:52
@ Thomas Kuster
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» Hallo BataillonDAmour
»
» erst einmal grossen Respekt für diese mit Transistoren aufgebaute
» Schaltung. Ich fühle ich mich dadurch in vergangene Zeiten zurückversetzt,
» als es noch keine IC's gegeben hat.
»
» Was mir aufgefallen ist : Die Schaltung hat ein kapazitives Sparnetzteil,
» wie verhält sich die Schaltung, wenn das Netz eingeschaltet wird ?
» Wahrscheinlich muss noch ein power-on reset realisiert werden, damit es
» nicht zu undefinierten Zuständen kommt.
Hallo,
da hast du vermutlich Recht. Die Simulation zeigt zwar, dass es da keine Probleme geben dürfte, aber ich werde über eine geeignete Möglichkeit nachdenken.
Vielen Dank + Grüße. |
Enke
15.08.2014, 15:00
@ xy
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» » Habt ihr noch Hinweise,
» » Verbesserungsvorschläge?
»
» Viel einfacher aufbauen: klassische Dimmerschaltung mit NTC statt Poti.
Das ist dann ne klassische Unterputzheizung! - aber wer es gerne warm hat ? ... |
xy
15.08.2014, 15:01
@ Enke
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Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» » » Habt ihr noch Hinweise,
» » » Verbesserungsvorschläge?
» »
» » Viel einfacher aufbauen: klassische Dimmerschaltung mit NTC statt Poti.
»
» Das ist dann ne klassische Unterputzheizung! - aber wer es gerne warm hat ?
» ...
Du hast es immer noch nicht kapiert. |
Enke
15.08.2014, 16:34
@ xy
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» Du hast es immer noch nicht kapiert.
Na dann lass mal den "Erklär-Bär" raushängen und mach mal Nägel mit Köpfen! |
BataillonDAmour_ext.
15.08.2014, 16:43
@ xy
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» » Habt ihr noch Hinweise,
» » Verbesserungsvorschläge?
»
» Viel einfacher aufbauen: klassische Dimmerschaltung mit NTC statt Poti.
Hallo,
das ist in der Tat genial einfach. Ich werde auf dem Heimweg ein paar DIACs und NTCs besorgen. Die Erwärmungskennlinie über der Zeit wird man nur messen können.
Vielen Dank + Grüße. |
geralds
Wien, AT, 15.08.2014, 17:06
@ Enke
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» » Du hast es immer noch nicht kapiert.
»
»
» Na dann lass mal den "Erklär-Bär" raushängen und mach mal Nägel mit Köpfen!
---
... ist schon geschehen:
"klassische Dimmerschaltung und NTC, statt Poti,,"
Ausserdem hatten wir dieses Thema schon vor einigen Monaten, Wochen,
als ein lustiger Typ und was verkaufen wollte, was partout nicht
heiß wird, kalt bleibt, in ein Mini-Schrumpfschlauchhäubchen reinpasst.
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
xy
15.08.2014, 17:19
@ geralds
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» als ein lustiger Typ und was verkaufen wollte, was partout nicht
» heiß wird, kalt bleibt, in ein Mini-Schrumpfschlauchhäubchen reinpasst.
Der nennt sich jetzt Enke. |
geralds
Wien, AT, 15.08.2014, 17:24
@ xy
|
Schaltungsreview: Lampen-Softstart mit Phasenschnitt |
» » als ein lustiger Typ und was verkaufen wollte, was partout nicht
» » heiß wird, kalt bleibt, in ein Mini-Schrumpfschlauchhäubchen reinpasst.
»
» Der nennt sich jetzt Enke.
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--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |