Phasenanschnitt-Dimmer
Steffen Kehl
kann mir jemand erklären, warum Dimmer mit Phasenanschnittsteuerung
(Triac, gezündet durch Diac) kaputtgehen, wenn ich induktive
(z.B.Leuchtstofflampe)/ kapazitive Lasten 'dranhänge'? Wird bei
kapazitiver Last der Triac durch zu hohe Ströme im Moment des
Duchschaltens zerstört? Bei induktiver Last kann ich mir das nur durch
die Selbstinduktionsspannung der Spule bei PasenABschnittssteuerung
erklären.
Ich hoffe, daß mir jemand weiterhelfen kann (im E-Technik Praktikum war
die Erklärung nicht gerade zufriedenstellend).
--
Steffen Kehl steffe...@studbox.uni-stuttgart.de
Christian Treffler
> Wird bei
> kapazitiver Last der Triac durch zu hohe Ströme im Moment des
> Duchschaltens zerstört?
Yep. Besonders übel sind Niedervolt-Halogenlampen-Systeme mit
Schaltnetzteil. Diese haben Gleichrichter und Lade-Kondensator auf der
Primärseite. In dem Augenblick, in dem der Triac zündet, fließt ein sehr
hoher Ladestrom. Man kann hier nur darauf warten, was zuerst den Geist
aufgibt, der Dimmer oder das Netzteil.
> Bei induktiver Last kann ich mir das nur durch
> die Selbstinduktionsspannung der Spule bei PasenABschnittssteuerung
> erklären.
Ist auch meine Meinung. Das Phasenanschnittdimmer durch induktive Lasten
kaputtgehen können, habe ich noch nicht gehört.
CU, Christian
--
Christian Treffler
Messtechnik
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Phone +49 89 3809-1521 Fax +49 89 3809-1549 Email CTre...@arri.de
Ulrich R. Sikkema
>
> Hallo,
> kann mir jemand erklären, warum Dimmer mit Phasenanschnittsteuerung
> (Triac, gezündet durch Diac) kaputtgehen, wenn ich induktive
> kapazitiver Last der Triac durch zu hohe Ströme im Moment des
> die Selbstinduktionsspannung der Spule bei PasenABschnittssteuerung
> erklären.
>
> die Erklärung nicht gerade zufriedenstellend).
Auch in unserem E-Technik-Praktikum ist die Erklaerung nicht einfach.
Ich versuchs mal:
Phasenanschnitt heisst, das Triac irgendwann verzoegert im Verlauf jeder
Netzspannungs- Halbwelle einzuschalten. Aus geht es von alleine im
*Strom*nullurchgang.
Triac einschalten heisst, es wird einfach die Netzspannung an die Last
gelegt. (Die 2 Volt am Triac vernachlaessige ich mal.)
So. Lege bei kapazitiver Last ploetzlich irgendeinen Momentanwert der
Netzspannung an. Das ist ein steiler Spannungssprung, d.h. dU/dt =
unendlich. Dann wird auch der Kondensatorstrom i = C*dU/dt unendlich...
also Triac kaputt.
Jetzt den schwierigeren Fall der induktiven Last. Die funktioniert nach
i=Integral(U,dt). Das heisst, bei positiver Spannung steigt der Strom,
bei negativer faellt er. Betrachten wir mal eine positive
Netzspannungshalbwelle (Sinusform) und schalten eine Zeit x nach dem
Beginn das Triac ein. Ab dann beginnt der Strom von 0 an zu steigen
(Cosinusform), solange wie die Netzspannung positiv ist, d.h. bis zu
deren Nulldurchgang. Dort hat der Strom sein Maximum. Danach faellt er
wieder, schoen symmetrisch zum Spannungsnull, denn er ist ja ein
Cosinus, und erreicht wieder den Stromwert Null genau so lange nach dem
Spannungsnull, wie der Einschaltzeitpunkt vor dem Spannungsnull lag.
Zwei Folgen hat das:
1. Wenn der Einschaltzeitpunkt x des Triacs _vor_ der Mitte der
Halbwelle liegt, liegt der Ausschaltzeitpunkt symmetrisch _nach_ der
Mitte der naechsten Halbwelle. Damit aber auch _nach_ dem naechsten
Einschaltversuch des Triacs!
1a) Wenn der Zuendimpuls nur ein kurzer ist, geht das Triac dann also
aus, und wird erst in der uebernaechsten Halbwelle wieder gezuendet. Du
hast dann nur noch positive Stuecke von cos-foermigen Stroemen an der
Last - einen pulsierenden Gleichstrom!!
1b) Wenn der Zuendimpuls lang genug ist, also auch nach dem
Nulldurchgang vom Laststrom noch da ist, wird das Triac sofort wieder
eingeschaltet, bleibt also einfach dauernd an.
2. Wie gross kann das Maximum vom Strom denn werden? Schlimmster Fall
ist bei x=0, sofort ab Beginn der positiven Halbwelle wird die
Netzspannung an die Last gelegt. Der Strom steigt wieder nach
cos-Funktion (50 Hz) an, erreicht beim Nulldurchgang der Spannung das
Maximum und faellt bis zum Ende der negativen Spannungshalbwelle wieder
auf Null. Dazu muss die cos-Funktion um einen konstanten Betrag von der
Hoehe seiner Amplitude ins positive verschoben werden (mal es mal auf).
Also wird das Strommaximum *doppelt* so hoch wie ein normaler,
eingeschwungener, symmetrisch um Null liegender Wechselstrom.
Theoretisch jedenfalls. In der Praxis hat die induktive Last aber einen
Eisenkern, der beim Doppelten des normalen Stromes in die Saettigung
geht. Der Induktivitaetswert sinkt, der Strom steigt noch viel mehr. Bei
Ringkerntrafos haben wir schon das zweihundertfache gemessen! Ganz
schlimm wird es, wen hinter dem Trafo noch leere Kondensatoren liegen,
die saugen dann auch nochmal Strom.
Hab also Mitleid mit dem Triac.
So long
-uli
Wolfgang Gauch
<eine gedenkminute fuer alle zerschossenen triacs...>
so, das sollte langen.
lange vorrede, kurze frage: (? antwort)
was kann man dagegen tun?
hilft es, mit grossem phasenwinkel anzufangen (also von 0 nach 100%
aufzu"dimmen")?
und wie schnell? 2,6,20 halbwellen?
oder hab' ich das doch nicht gecheckt?
und tschuess, wolf...@gauch.ch
PS: WinDO$ 89 unterstuetzt jetzt auch Mutlitasking:
Man kann jetzt gleichzeitig booten und crashen!
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and now a special annoucement for bnd and fbi:
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Ulrich R. Sikkema
> hilft es, mit grossem phasenwinkel anzufangen (also von 0 nach 100%
> aufzu"dimmen")?
> und wie schnell? 2,6,20 halbwellen?
Da gibts mehrere Methoden.
Aufdimmen funktioniert immer, wenn man nur dafuer sorgt dass der
Zuendwinkel x groesser bleibt als der Phasenwinkel der Last. Andersrum
ausgedrueckt, wenn die induktive Last im dauernd eingeschalteten,
eingeschwungenen Zustand irgendwann einen Stromnulldurchgang macht, darf
das Triac immer erst DANACH neu gezuendet werden.
Kann man die Bedingung nicht einhalten (wer misst schon dauernd den
Phasenwinkel) sollte man unbedingt lange Steuersignale ans Gate legen.
Nicht nur einen kurzen Puls zum gewuenschten Einschaltzeitpunkt x,
sondern von diesem Punkt an dauernd bis zum Ende der
Netzspannungshalbwelle. Im Fachchinesisch: Pi minus alpha Steuerimpulse.
Dann hat man bei Zuendwinkeln kleiner als der Phasenwinkel der Last
bloss noch das Triac dauernd eingeschaltet, aber keinen pulsierenden
Gleichstrom mehr.
Zur Geschwindigkeit: Du kannst die induktive Last SOFORT ohne Ueberstrom
einschalten, wenn Du genau Einschaltzeitpunkt = Phasenwinkel der Last
waehlst. Anschaulich erklaert, wenn die Last irgendwann einen
Stromnulldurchgang sowieso haben will, dann beginne genau dort mit dem
Einschalten.
Hoffe das hilft.
-uli
Wolfgang Gauch
> sondern von diesem Punkt an dauernd bis zum Ende der
> Netzspannungshalbwelle. Im Fachchinesisch: Pi minus alpha Steuerimpulse.
kann man auch vom zuendzeitpunkt an einfach einen dauerimpuls auf das
gate legen bis zu naechsten spannungsnulldurchgang?
> Zur Geschwindigkeit: Du kannst die induktive Last SOFORT ohne Ueberstrom
> einschalten, wenn Du genau Einschaltzeitpunkt = Phasenwinkel der Last
> waehlst. Anschaulich erklaert, wenn die Last irgendwann einen
> Stromnulldurchgang sowieso haben will, dann beginne genau dort mit dem
> Einschalten.
aber solange die last ausgeschaltet ist, kann ich doch keine
phasenverschiebung messen :-?
gut, ueber die tse-schutzbeschaltung fliesst ein geringer strom. sollte
ich da dann ueber diesen wid. den stromnulldurchgang detektieren?
> Hoffe das hilft.
Ja! Danke !
Wolfgang Gauch
>
> > kann man auch vom zuendzeitpunkt an einfach einen dauerimpuls auf das
> > gate legen bis zu naechsten spannungsnulldurchgang?
>
>
> > aber solange die last ausgeschaltet ist, kann ich doch keine
> > phasenverschiebung messen :-?
>
>
> > gut, ueber die tse-schutzbeschaltung fliesst ein geringer strom. sollte
> > ich da dann ueber diesen wid. den stromnulldurchgang detektieren?
>
> uns nur 1/10000stel des laststromes ist. Wir haben zur Veranschaulichung einfach
> den Strom langsam hochgedimmt, Phasenwinkel gemessen, und mit dieser Information
> dann das ploetzliche Einschalten demonstriert. Ist halt nur fuer den Showeffekt
> gewesen.
hm, ich glaube, doch nicht so gut, der c in der tse verschiebt die phase
ja wieder..
vielleicht das triac einfach mit einem etwas groesserem r ueberbruecken
und an diesem detektieren.
mir faellt gerade auf, dass das ganze ziemlich aufwendig wird, wenn man
mehrere verbraucher regeln will, z.b. 16 stueck, was ich vorhabe...da
brauche ich ja im einfachsten fall pro triac einen doppeloptokoppler.