Dieser Elektronik-Minikurs besteht schon seit dem April 2002. Er wurde in der neusten Version aber derart ausgiebig überarbeitet und es sind neue Inhalte dazugekommen, dass man diese Ausgabe ebenso gut neu bezeichnen könnte.
Dieser Elektronik-Minikurs befasst sich im Hauptthema mit der Auswirkung von mittelfrequenten Rundsteuersignalen auf dem 230-VAC-Netz auf dimmergesteuerte Glühlampen, dessen Schaltungen nach dem Prinzip des Phasenanschnitt arbeiten. Diese Rundsteuersignale, welche auf der 230-VAC-Netzspannung mit niedriger Spannung und Frequenzen im 100-Hz- bis in den unteren kHz-Bereich überlagert sind, dienen z.B. der Umschaltung zwischen Hoch- und Niedertarif in den hausinternen Stromzählern. Die Frequenz dieser Rundsteuersignale interferieren mit der Netzfrequenz oft zu einer sehr niedrigen Differenzfrequenz und dies macht sich in periodisch langsamen leichten Helligkeitsschwankungen der Glühlampen, einem „Schweben“, bemerkbar. An einer praktischen Schaltung mit dem TCA785 und einem vorgeschalteten aktiven Tiefpassfilter wird eine Problemlösung vorgestellt. Es wird aber auch erklärt wie es überhaupt zu diesen langsamen Helligkeitsschwankungen kommt.
Der TCA785 ermöglicht die Phasenanschnittsteuerung eines Triac oder zwei zwei antiparallel geschalteten Thyristoren mit einer Gleichspannung. Dieses IC gibt es schätzungsweise seit zwei bis drei Jahrzehnten und ist noch immer sehr beliebt. Im September 2006 evaluierte ich einige Elektronik-Distributoren bei denen dieser TCA785 erhältlich ist: Distrelec, Schuricht, Bürklin Elektronik, Reichelt und RS-Components. Der TCA785 ist auch noch im 2007-Katalog von Distrelec eingetragen. Diese Liste ist kaum vollständig.
Bevor wir mit dem Hauptthema beginnen, befassen wir uns kurz mit zwei andern, jedoch wesentlich bekannteren Themen. Es geht dabei um Störphänomene, die von der Phasenanschnittsteuerung selbst ausgehen. Es ist einerseits das Hystereseproblem, das zu einfach realisierte Dimmerschaltungen verursachen und anderseits geht es um Radiostörungen und was man dagegen tun muss!
Wem der Triac und der Diac noch völlig fremd sein sollte, möge auf der Hauptseite des Elektronik-Kompendium im Schnellsuchfenster abwechslungsweise Triac und Diac eingeben und die gezeigten Inhalte lesen. Ebenso empfehlenswert ist das ELKO-Buch ELEKTRONIK-FIBEL von Patrick Schnabel. Es empfehlen sich die Kapitel DIAC – DIODE-ALTERNATING-CURRENT-SWITCH und TRIAC – TRIODE-ALTERNATING-CURRENT-SWITCH.
Ein paar NEUHEITEN zusätzlich: Wer weiss was ein Quadrac ist? Dieses Bauteil erstetzt einen Triac und Diac und kommt zur praktischen Anwendung. Bei Thyristor- und Triacschaltungen gibt es sowas wie das „Über-Kopf-Zünden“. Dies passiert, wenn die hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit von Thyristoren und Triacs nicht begrenzt wird. Dazu benutzt man RC-Netzwerke, die man Snubber- und Boucherot-Netzwerke nennt. Hier kommen X2-Kondensatoren zum Einsatz. Wozu das gut sein soll, ist kurz thematisiert. Zwecks Unterdrückung der Rundsteuer- und anderer Störsignale kommt ein aktives Tiefpassfilter nach der sogenannten Sallen-Key-Methode zur Anwendung, die es erlaubt, sämtliche grenzfrequenzbestimmenden Komponenten mit den selben Werten zu definieren, wenn man bereit ist eine Verstärkung in Kauf zu nehmen die etwas grösser ist als 1.