Симистор схема включения 220 вольт: Схема управления симистором. Включение тиристора схема включения тиристора

Симисторная оптопара. Управление симистором. Переключатель

Симисторная оптопара (оптосимистор) принадлежат к классу оптронов и обеспечивают отличную гальваническую развязку между низковольтной управляющей частью схемы и силовой нагрузкой, посредством оптического канала. Они состоят из инфракрасного светодиода на основе арсенида галлия, соединенного посредством оптического канала с двунаправленным кремниевым симистором. Последний может быть дополнен отпирающей схемой, срабатывающей при переходе через нуль питающего напряжения и размещенной на том же кремниевом кристалле.

Эти радиоэлементы особенно незаменимы при управлении более мощными

симисторами, например, при реализации реле высокого напряжения или большой мощности.

Оптосимистор может размещаться в малогабаритном DIP-корпусе с шестью выводами. Цоколевка и внутренняя структура показана на рисунке.

Внутренняя структура оптосимистора

Ниже приведена таблица классификации симисторных оптопар МОС3009-МОС3083

Ток светодиода оптосимистора, (мА)	Типы оптосимисторов
30	МОС 3009	МОС3020
15	МОС 3010	МОС3021	МОС3031	МОС3041	МОС3061	МОС3081
10	МОС 3011	МОС3022	МОС3032	МОС3042	МОС3062	МОС3082
5	МОС 3012	МОС3023	МОС3033	МОС3043	МОС3063	МОС3083
Напряжение на нагрузке	110/120В	220/240В	110/120В	220/240В	220/240В	220/240В
Схема обнаружения нуля	Нет	Нет	Да	Да	Да	Да
Максимальное обратное напряжение	250 В	400 В	250 В	400 В	600 В	800 В
Максимальное падение прямого напряжения на светодиоде оптосимистора	1,5В	1,5В	1,5В	1,5В	1,5В	1,5В
Максимально допустимое обратное напряжение светодиода оптосимистора	3 В	3 В	3 В	6 В	6 В	6 В
Максимально допустимый ток светодиода оптосимистора, не более мА	60	60	60	60	60	60

Для снижения помех желательно использовать симисторы, открывающиеся при переходе через ноль напряжения питания.

Оптосимисторы без обнаружения нуля чаще используются с резистивной нагрузкой или в случаях, когда напряжение питания должно отключаться.

Когда симистор находится в проводящем состоянии, максимальное падение напряжения на его выводах обычно равно 1,8в (максимум 3 вольта) при токе до 100 мА.

Ток удержания, поддерживающий проводимость выходного каскада оптосимистора, равен 100 мкА, каким бы он ни был (отрицательным или положительным) за полупериод питающего напряжения.

Ток утечки выходного каскада в закрытом состоянии варьируется в зависимости от модели симисторной оптопары. Для оптосимисторов с обнаружением нуля ток утечки может достигать 0,5 мА, если светодиод находится под напряжением.

У инфракрасного светодиода обратный ток утечки равен 0,05 мкА (максимум 100мкА), и максимальное падение прямого напряжения 1,5 вольт для всех моделей оптосимисторов.

Максимальный импульсный ток в проводящем состоянии переключателя выходного каскада – не более 1 А.

Полная рассеиваемая мощность оптосимистора не должна превышать 250 мВт (максимум 120 мВт для светодиода и 150 мВт для выходного каскада при температуре 25 градусов.)

Типичная схема подключения, расчеты элементов.

Сопротивление ограничительного резистора Rдиода   зависит от минимального прямого тока инфракрасного светодиода, необходимого для отпирания симистора.

Для примера рассчитаем Rдиода для оптосимистора МОС3083 и напряжения питания +5 вольт. В нашем случае максимальный ток, который может пропустить через себя светодиод оптосимистора 60 мА, рабочий ток 5 мА. Следует принять ток светодиода 10 мА с учетом снижения эффективности светодиода в течении срока службы, постепенного ослабления силы тока (запас 5 мА).

Таким образом Rдиода  = (5-1,5)/0,01 = 350 Ом (ближайшее 360 Ом).

При использовании транзисторного ключа, следует учитывать падение напряжения на транзисторе в режиме насыщения – порядка 0,3 вольта и расчеты проводить не для 5 вольт, а 4,7 вольт.

В таком случае Rдиода    составит 320 Ом (ближайшее 330 Ом).

Рассмотрим

типичную схему подключения симисторной оптопары.

Резистор

R на схеме включать необязательно, если нагрузка чисто резистивная. Однако, если симистор защищен цепочкой Rзащ-Cзащ (смотрите подробнее — защита симистора), резистор R позволяет ограничить ток через управляющий электрод оптосимистора.

В случае индуктивной нагрузки проходящий через симистор ток и напряжение находятся в противофазе. Так как симистор перестает быть проводником, когда ток проходит через ноль, конденсатор

Сзащ может разряжаться через оптосимистор. Тогда резистор R ограничит этот ток разряда. Зная, что максимально допустимый ток для оптосимистора 1 ампер и, приняв за максимальное значение действующего напряжения в сети 260 вольт, рассчитаем минимальное значение сопротивления R:

R = 260 х √2 / 1 = 368 Ом (ближайшее 360 Ом).

Слишком большая величина может привести к нарушению работы.

 Значение резистора

Rупр может быть в диапазоне от 100 до 500 Ом. Резисторы R и Rупр вводят задержку отпирания симистора, которая будет тем значительнее, чем выше сопротивления этих резисторов.

Защитная цепочка для симистора просто необходима.  Для оптосимисторов с обнаружением нуля, такой как МОС3083, — желательна. Для высокоиндуктивной нагрузки значение

Rзащ необходимо увеличить до 360 Ом.

Практические замечания

В выше приведенной схеме нагрузка подключается к аноду А1. Если подключить к аноду А2, схема работать не будет, нагрузка будет подключаться сразу и не будет управляться электродом.

Глядя на

структурную схему симистора, можно заметить, что управляющий электрод находится рядом с анодом А1. И сопротивление между ними невелико. Так, например для симистора ВТА41 оно составляет 60 Ом. Положение анодов для симистора ВТА41 приведено на рисунке ниже.  

Симистор ВТА41

Как видно из рисунка теплоотводящая часть симистора может быть изолированной или может служить дополнительным выводом анода А2. Это нужно учитывать перед креплением на радиатор.

Радиатор для симистора следует выбирать в зависимости от рабочего тока, который будет протекать через нагрузку, и от падения напряжения на переходе между анодами А1 и А2. Так в открытом состоянии падение напряжения Ua1a2 на симисторе ВТА41 составляет 0,9 вольт.

Мощность, выделяемую в качестве тепла на радиаторе, вычислить просто.

P = Ua1a2 х Iнагр

Если мощность нагрузки 1 кВт, то ток, проходящий через симистор, составит приблизительно 4,5 ампера. Следовательно, симистор должен рассеять примерно 4 Вт тепла.  И чем больше ток, проходящий через симистор, тем больший необходимо установить радиатор.

Так, если на симистор ВТА41 посадить радиатор 14х14 мм и нагрузку в 1 кВт, симистор долго не протянет, температура будет обжигающей.

При размере радиатора 60х66 мм (что в 20 раз больше) — температура уже 60 градусов и он сможет обеспечить стабильную работу симистора в вентилируемом корпусе. Увеличив нагрузку до 2 кВт, придется увеличить площадь радиатора. Нагрев — это проблема симистора и никуда от этого не денешься.

Радиаторы 66х60 мм и 14х14 мм.Радиаторы 66х60 мм и 80х110 мм

Переключение нагрузок управляющим сигналом

Иногда нужно не просто отключать или включать нагрузки с помощью симистора, а еще и переключать их.    Самые распространённые реле обычно так и работают. Если через катушку реле проходит достаточный ток, замыкаются контакты, если нет – автоматически замыкаются другие контакты. Происходит переключение.

Чтобы заставить переключаться нагрузки на симисторе необходимо создать условия, при которых нагрузки будут управляться одним сигналом. При этом если подача напряжения (например, +5 вольт) открывает один оптосимистор, второй должен тут же закрыться. Такую схему легко реализовать, если использовать на входе второго оптосимистора простой инвертор на транзисторе.

Транзистор работает в ключевом режиме. При открытии создает на светодиоде оптрона фактически нулевое напряжение. Ток через второй оптосимистор не протекает, он закрыт. Первый оптрон работает как обычно. Все поменяется при отсутствии управляющего сигнала. Произойдет переключение как в обычном реле.

Схема может работать даже от маломощного источника сигнала. Например, можно использовать выходы элементов логики или микроконтроллеров.

Без подачи управляющего сигналаПодаем сигнал

Второй вариант схемы проще, но зависит от реализации схемы источника сигнала. Если, например, внутри микросхемы триггера «нулевой» выходной сигнал означает заземление выходного контакта, то схема будет работать. Нужно смотреть внутреннюю структуру конкретного источника.

Ссылки на основные компоненты:

Оптосимисторы МОС3083 и др.

Симисторы на 16 ампер

Симисторы на 20 ампер

Симистор BTA40

Симистор BTA41-600B

• org/Comment» itemscope=»»>

  2022-02-13T10:56:58+00:00

  Простите, перечитываю Ваш вопрос, не могу вникнуть в его суть. Если Вы имеете в виду управление оптопарой с помощью элементов логики, то есть несколько нюансов. На первый вывод нужно подать такое же напряжение, каким питается микросхема логики. На второй вывод подключается логический сигнал этой микросхемы. При подаче логической «1» — оптосимистор будет отключен «OFF», логического нуля — включен «ON». Ограничительный резистор на первом выводе оптрона может быть и не нужен, поскольку у микросхем логики итак небольшой втекающий ток.

• 2022-02-12T11:17:35+00:00

  Валерий

  Добрый человек ! Прекрасное толкование, если позволите частный вопросик, на оптическом входе «0» выход ключа нужен ON на входе «5» выход OFF судя по Вашему примечанию это невозможно ?

• org/Comment» itemscope=»»>

  2021-01-07T21:39:41+00:00

  Николай

  Да попросту не имею макетки. А собирать буду сразу прототип. И схемку придумал, только что! Зажигаться должны будут одноименные лампочки, две другие, как я полагаю, не имеют права, даже моргнуть!! Все у меня, кроме одной оптопары, имеется. Но продавец обещал подсобить. А лампочки будут светодиодные без всяких внутренних наворотов, а лучше просто по два встречно параллельных светодиода с соответствующими резисторами (как в выключателях с подсветкой бывало). А там где общая точка, после ламп будет уже одна лампа накаливания. Ведь просто лампочки в дефиците уже, а вот у светодиодов и реакция повыше. Получится — постараюсь отписаться. И еще.. Мне кажется разницы нет межу 4 и 6 ногами оптопары. Вот если только внутреннее устройство «zero» вносит какие либо запреты по этому поводу? Спасибо Вам! Огромное!
• org/Comment» itemscope=»»>

  2021-01-07T19:24:25+00:00

  Не заметил сразу, что фаза подключается с разных сторон. Теперь более логично. Думаю схема должна заработать. Не спешите только спаивать, проверьте на макетной плате. Порой причуды вылазят из ни откуда. Возможно схема еще заставит понервничать. Но теоретически теперь все ОК.

• 2021-01-07T17:36:28+00:00

  Николай

  Извините забыл сообщить, что пуск двигателя — именно — «плавный», благодаря конденсаторам С2, С2а , в третьем скрине.

• 3

  2021-01-07T17:26:03+00:00

  org/Person»> Николай

  На верхнем выводе якоря, при переключениях, будет или L или N, а на нижнем N или L, а это и есть реверс. Проще представить L и N, заменив на «+» и «-» . У некоторых стиралок применяется выпрямитель. Ведь при переменном токе изменение направления ЭДС происходит одновременно и в ОВ и в якоре. Двигатели такого типа работают как от постоянки, так, и, от переменки. Нагрузка силового симистора может быть как со стороны электрода Т1, так и со стороны Т2. Это как в простом выключателе. На выводе -12V по схеме — «шасси», но так как не прорисован источник, пришлось так обозначить. На пускателе ПМЛ1501 (спаренный) схема работает, так ведь не устраивает, не нравятся мне «хлопушки». Кстати R330Om на Вашей схеме не управляющий, а удерживающий (запирающий) симистор от всяких «неожиданностей». А вот другой, что в цепи оптосимистора — управляющий. Извиняюсь за свою «неожиданность» — первый скрин сбросил «недоработанным», потом исправился! На последнем скрине (помечено РЧО на первом) все проверено — регулирует обороты от 16000 и почти до минимальных, не зависимо от приложенной нагрузки (в разумных пределах конечно).

  BTA16 на радиаторе со спичечный коробок. Мотор в 300W крутит вальцы профилегиба, через редуктор, конечно. А вот про эту приблуду никак не могу копнуть информации. Приходилось мне разбивать вышедший из строя трехфазный симисторный модуль (твердотельное реле) SSR на 100А, так там не симисторы, а по два, включенных встречно параллельно, бескорпусных тиристора, на каждую фазу. Думаю получится, если подумать, а не пороть горячку (не жечь кремний)!? Скинул и «кишки» твердотелки …

• 2021-01-07T14:19:07+00:00

  И не забывайте о пусковых токах. Возможно симисторы окажутся слабоватыми.

• 2021-01-07T14:14:10+00:00

  Давайте по порядку. При управлении схемой от 12 вольт ограничивающий резистор для оптопары MOC3063 маловат. С расчетом на выгорание оптимальным будет 1.2 кОм (для тока 8 мА) максимум 2 кОм (можно 2.1 кОм, но такого номинала нет). 1 кОм маловато, но работать разумеется будет. Это все с учетом, если у Вас на 2 выводе оптосимисторов именно земля, а не -12В. ( В случае -12В сопротивление нужно увеличивать еще в два раза). Далее, управляющие электроды всех симисторов подключены не правильно. Нужно подключать к 4, а не 6 выводу оптосимистора. Оптимальное значение резистора между 6 выводом оптосимистора и электродом А2 симистора 360 Ом, между 4-ым выводом и электродом А1 — 330 Ом. (номинал 310 мне не встречался). Двигатель является индуктивной нагрузкой. Снабберные цепочки для индуктивной нагрузки просто необходимы. Конденсатор 0,01мкФ 350В и выше, резистор до 360 Ом (для высокоиндуктивных нагрузок). Это рекомендация производителя оптосимисторов. В целом присмотритесь внимательно к схеме. +12В подается либо на 1,4 оптосимистор, либо на 3,4. Вопрос, что при этом изменяется для двигателя. Он получает одно и тоже напряжения.

  Зачем ему вращаться в другом направлении? Схема не дает ответа зачем одновременно использовать два оптосимистора. Это всё равно, что использовать два выключателя для включения одной и той же лампочки. Перед лампочкой и после ее. Будет греться не один, а два симистора. Думаю, даже при правильном подключении электродов реверс не получится. Впрочем, практика лучшая наука. Дерзайте, пусть лучше все получится!

• 2021-01-07T12:22:05+00:00

  Николай

  Здравствуйте! Иконка скрепки, при наведении курсора, изменяет цвет. Но на этом всё удовольствие — она неконтактильна. Оптрон у меня будет при каждом симисторе из четырех. И само собой реверс при полной остановке двигателя. Оказывается нажимал не на ту «скрепочку». Включаться будут попарно: два красных или два зеленых симистора. Меня интересует, правильно ли посчитаны номиналы резисторов. В снабберных цепочках, думаю, нет необходимости? Тумблер со средним положением. В электро инструментах реверс производится именно якорем. А в моем варианте можно и якорем и, полюсными обмотками.

• 2021-01-07T11:13:48+00:00

  Здравствуйте! С Рождеством Вас! Так уж сложилось, что я очень редко работаю с мощными электродвигателями. Вижу у Вас серьезная задумка. Но, на сколько я понимаю, в болгарках или электродрелях реверс включается путем переключения напряжения на другие обмотки. Изменение направления тока с помощью симисторов, звучит как-то не корректно (ведь мы имеем дело с переменным током). Я так понимаю, с помощью оптосимисторов напряжение должно подаваться, то на прямую, то на реверсивную обмотку. Но при этом, по идее, достаточно двух оптронов. Плюс нельзя забывать о инерционном движении двигателя. Возможно, нужна обмотка, фиксирующая отсутствие вращения (напряжения) и разрешающая реверс. Или делать все вручную. Как, собственно, и предполагается при использовании трехфазных реверсивных реле. Вот, что пишет производитель: «Не переключайте реверс до полной остановки двигателя! Для изменения направления вращения используйте 3-позиционный переключатель с фиксацией в среднем положении (стоп)». Кстати, к сообщениям можно прикреплять рисунки или pdf-файлы до 1,5 Мб. Нужно нажать на значок скрепки в поле комментария. В целях безопасности другие переписки не приветствуются. Спасибо за понимание.

• 2021-01-06T14:48:40+00:00

  Николай

  Здравствуйте! Всех с Новым Годом 2021! Мой вопрос посложнее.. Собираю реверсивный пускатель ~220V для управления двигателем от стиральной машины-автомат (по принципу сходный с моторами: болгарок, эл.

  дрелей). Реверс будет осуществляться посредством изменения направления тока в якоре — четырьмя симисторами BTA16(24, 26) и оптопарами MOC3063. В промышленных станках встречал 3х фазные реверсивные твердотельные реле (SSR), управлявшие асинхронником 180W. Мой движок 300W. Реверс будет происходить при полной его остановке. Но на сайте «непозволительно скинуть» скриншот. Если позволите..в личку? Хотелось бы проконсультироваться?

• 2

  2020-07-15T21:14:43+00:00

  4,3 кОм — это очень условно и это только резистивное сопротивление. Таким образом я хотел сказать, что при воздействии оптической связи внутри оптосимистора, сопротивление его канала между ножками 4 и 6 уменьшается, через канал начинает протекать ток. Этот ток протекает через упр. электрод и почти мгновенно открывает симистор (в нашем случае при переходе фазы через ноль). 2)*4300 Ом = 10,75Вт….moc3081 расплавилась бы просто. Или вы имели ввиду что то другое?

  Я так же попробовал создать эквивалентную схему в сервисе www.falstad.com вот ссылка на нее

  http://tinyurl.com/y7783k9q

  Тут уже внес это сопротивление в общую цепь с симистром и нагрузкой и вроде все стало получше, но наверное тоже что то не то…вообще говоря тут в такой эквивалентной схеме можно совсем убрать сопротивление 4,3кОм.. ибо оно мешает нормально симистру открыться…но это другой разговор, так как не факт что я верно ее составил.

• 4

  2020-07-14T22:27:14+00:00

  Добрый день! Резистор R1, я так понимаю это резистор, который подходит к 6-ой ножке оптосимистора, R на схеме. В случае использования паяльника как нагрузки этот резистор можно не ставить, т.к. не обязательно ставить Rзащ и Cзащ. Они нужны для защиты от индуктивной нагрузки, а резистор R ограничивает ток разряда конденсатора Сзащ через оптосимистор (когда еще закрыт симистор). Но в случае если на устройство будут воздействовать помехи, они могут сыграть такую же злую шутку как индуктивная нагрузка. Никогда не знаешь точно, что может произойти. Лишняя защита никогда не помешает. Помехи могут быть разного рода и они не ощущаются. Они причина случайных проколов в работе. Я провел много экспериментов с симисторами и последствия тому — десяток сгоревших. Что касается Rупр разработчики рекомендуют значения от 100 до 500 Ом, а еще, что он необходим только тогда, когда входное сопротивление управляющего электрода слишком высоко. Все мои коллеги советуют не заморачиваться и ставить как в даташите. Не ставить совсем как-то совсем не логично. 330 Ом показывают стабильные результаты при разных значениях входного сопротивления управляющего электрода. НО ДАВАЙТЕ ПОДУМАЕМ. На Rупр и на внутреннем сопротивлении управляющего электрода должно упасть напряжение управления. Так МОС3081 в открытом состоянии имеет сопротивление порядка 4,3 кОм и при напряжении 220 вольт будет пропускать ток порядка 50 mA. При Rупр — 330 Ом и внутреннем сопротивлении управляющего электрода — 50 Ом, на управляющем электроде будет порядка 2,5 вольт. Через Rупр потечет ток порядка 7mA и почти 50 mA через управляющий электрод. Уменьшая Rупр, уменьшим ток через управляющий электрод. Измеряйте входное сопротивление вашего симистора и делайте выводы. У BTA41 — 60 Ом, у ВТА16 — 270 Ом, везде по разному и нет единого ответа каким должно быть Rупр.

• 1

  2020-07-14T12:03:30+00:00

  Добрый день, интересная статья. Возникла пара вопросов, по резистрам R1 и Rупр, если можете помогите убедиться что их можно не ставить вообще? Моя задача, схема такая же как у вас в статье одни в один, только не задвоенная (половину по горизонтали отрезать в последнем рисунке). То есть оптосимистр управляет более мощным симистром BT138 600E минимальный ток управления 0,025A . Оптосимистр moc3041 и нагрузка у меня это обычный паяльник (хочу сделать управление через компаратор чтобы можно было температуру регулировать). Мощность паяльника 200-300вт. И мне не понятно каким делать R1 и Rупр. Да и вообще нужно ли их ставить?Информации по этим резистрам в рунете ноль, точнее все что я нашел это что номиналы их можно менять. Хорошо что хоть в вашей статье что то увидел, но хочеться разоборатся до конца. Вы пишете что R1 можно вобще не ставить, но тогда что будет ограничивать ток упр.электр. мощного симистра? Зачем вообще Rупр? тем более вы написали что R1 уже вводит задержку управления, два резиста занимаются одним и тем же?

Оптосимистор: параметры и схемы подключения

Главная » Справочник » Оптосимистор: параметры и схемы подключения

Оптосимисторы  относится к виду оптронов с отличными электрическими параметрами. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ, имеющуюся между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.

Данные радиокомпоненты построены из арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. В свою очередь этот переключатель может иметь в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль питающего переменного напряжения.

Оптосимисторы  необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные  оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой  с низким уровнем напряжения.

Оптосимистор, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе, имеющий  шесть контактов. Его внутренняя схема, параметры, а так же распиновка, показаны ниже.

Схема подключения активной нагрузки к оптосимистору

В этой схеме имеется два компонента, которые необходимо вычислить, но фактически подобные расчеты параметров выполняются не всегда. Но все, же приведем эти расчеты параметров для информации.

Расчет параметра резистора RD. Вычисление сопротивления данного резистора влияет от наименьшего прямого тока ИК светодиода, обеспечивающего открытие симистора. Таким образом,

RD = (+VDD -1,5) / If

Счетчик Гейгера

Высококачественный счетчик Гейгера с высокой чувствительностью для обнаружен…

Подробнее

Допустим, для схемы с транзисторным контролем (которое применяется довольно часто в схемах регуляторов температуры), имеющим питания  12В и напряжение на открытом транзисторе (Uкэ)  0,3 В; VDD = 11,7 B и следовательно диапазон If приблизительно равен   15мА для MOC3041.

Необходимо сделать If = 20 мА с учетом понижения эффективности свечения светодиода в течении срока службы (добавить 5 мА) получаем:

RD=(11,7В — 1,5В)/0,02А = 510 Ом.

Расчет параметра сопротивления R. Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Увеличение данного параметра выводит из строя оптрон. Следовательно, нужно вычислить сопротивление, чтобы при наибольшем напряжении сети (к примеру, 220 В) ток не был больше максимально допустимого параметра.

Для примера возьмем максимально-допустимый ток в 1А, тогда сопротивление будет равно:

R=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.

Нужно иметь в виду, что слишком большое сопротивление данного резистора может оказать нарушение в стабильности включения оптосимистора.

Расчет параметра сопротивления Rg. Резистор Rg  подключается, только если электрод симистора имеет повышенную чувствительность. Как правило, сопротивление Rg  находится в диапазоне от 100 Ом до 5 кОм. Желательно применять 1 кОм.

В случае если в управляемой  нагрузке есть  индуктивная составляющая, то необходимо применять другую схему подключения с защитой силового симистора и оптосимистора.

Схема подключения индуктивной нагрузки к оптосимистору

Сигнал, поступающий от оптосимистора на управляющий электрод симистора, нужен только для его открывания. Но при большой частоте переключения  коммутируемого напряжения, возникает большая вероятность спонтанного включения управляемого симистора, даже если отсутствует сигнал управления.

Факторами  ложных срабатываний   могут быть выбросы напряжения при включении ключа, подключенного к  индуктивной нагрузке, импульсные помехи в линиях питания нагрузки. Действенный  способ устранения данных неприятных моментов – применение в схеме снабберной (демпфирующей) RC – цепочки, которая подключается параллельно выходу ключевого блока.

Конденсатор в снабберной RC-цепи  — металлопленочный с номиналом от 0,01 до 0,1 мкФ, сопротивление резистора составляет  20…500 Ом. Данные параметры элементов необходимо рассматривать исключительно в качестве приблизительных величин.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Categories Справочник Tags Оптосимистор

Отправить сообщение об ошибке.

ac — Проверка схемы симистора

спросил 9 лет, 9 месяцев назад

Изменено 9 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 4к раз

\$\начало группы\$

Я разрабатываю устройство для включения нагревательного устройства, работающего от сети. Я провел довольно много исследований и понимаю, что есть много информации, но, поскольку я имею дело с потенциально смертельным переменным током, я хотел бы проверить свой дизайн, прежде чем заказывать печатные платы. Я впервые работаю с сетью, так что считайте, что я ничего не знаю 🙂

Требования:

• Переключатель нагрузки нагревательного устройства (= резистивная), до 1000 Вт
• Совместим с 110-240 В, 50 и 60 Гц
• Управляется микроконтроллером 5 В (ATMega328)
• Нет необходимости принимать правила и т. д., но абсолютно необходимо быть в безопасности
• редактировать: Частота переключения примерно раз в 5 секунд

Вот схема:

Примечания:

• D8 — это контакт MCU
.
• Резистор между оптопарой и симистором сквозной резистор 1/4Вт, остальные 0603
• Быстродействующий предохранитель 5А
• Два последовательных резистора 330 Ом предназначены для упрощения спецификации
• Симистор переключает нейтраль сети

Вопросы:

• Прежде всего: есть ли здесь что-нибудь, что я пропустил или упустил из виду?
• Радиатор на симисторе мне немного непонятен. Я рассчитал максимальное значение 10C/Вт, это нормально? Мой расчет: (максимальная температура — комнатная температура)/(максимальное напряжение на каскаде * (миллиампер/напряжение)) — сопротивление перехода к основанию ( (110-25)/(1,65*(1000/230))-1,5 = ~10,35 ). Означает ли это, что симистор все время будет на 110c, мне кажется, что это немного высоко?.. В идеале у меня был бы радиатор меньшего размера, так что я надеюсь, что это неправильно 🙂
• Оптрон случайной фазы. Фаза важна только для затухания света и т. д., верно? Имеет ли значение фаза для отопительного прибора?
• Требуется ли демпферная цепь? Насколько я понимаю, это необходимо только для индуктивных нагрузок?
• Большая часть этой схемы находится в нижней части двухслойной платы толщиной 1,6 мм, а другие компоненты находятся на расстоянии не менее 4 мм сверху. Насколько я понимаю, расстояние утечки должно быть не менее 6 мм, но то же самое с платой между ними?

Мне все равно нужно заказать детали, так что если у вас есть предложения по замене компонентов, ничего страшного.

Спецификации:

• Оптопара (MOC3023M): http://www.farnell.com/datasheets/94947.pdf
• Триак (BT138-600): http://www.farnell.com/datasheets/1651175.pdf

Приветствуются любые другие советы и рекомендации!

ОБНОВЛЕНИЕ

После советов здесь я заменил предохранитель на живой (теперь кажется очевидным ..) и добавил демпферы. Обновленная схема:

• переменный ток
• оптоизолятор
• симистор
• радиатор
• сеть

\$\конечная группа\$

10

\$\начало группы\$

1. Вероятно, безопаснее, чтобы D8 управлял небольшим полевым МОП-транзистором для управления фотодиодом, вместо того, чтобы полагаться на возможности источника тока самого контакта GPIO. Вы также должны обеспечить немного больше, чем абсолютный минимум 5 мА, указанный в техническом описании.

2. Предохранитель всегда должен быть на линии, а не только на нейтрали. (Объединение обоих допустимо.) Если вы соедините только нейтраль, у вас все еще будет путь от линии к земле, поскольку в большинстве юрисдикций нейтраль где-то заземлена. Опасен и потенциально смертелен.

3. Нагрузка вашего нагревателя, скорее всего, имеет индуктивный характер, поэтому вам следует рассмотреть схему затвора резистор-конденсатор-резистор, показанную на странице 6 таблицы данных, чтобы уменьшить чувствительность затвора. Вы всегда можете не заполнять конденсатор позже, если он вам не нужен.

4. Устройство (без радиатора) имеет сопротивление перехода к окружающей среде 60 кОм/Вт. Поскольку ваш нагреватель мощностью 1000 Вт будет потреблять около 4,34 А тока, когда симистор работает, при 230 В переменного тока это ~ 7 Вт, а при 100 В переменного тока это больше похоже на 16,5. А. Вам обязательно понадобится радиатор 🙂

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Я помещаю это как ответ, так как мой комментарий, кажется, похоронен в списке.

Почему вы переключаете (и плавите) нейтраль? Это небезопасно. На вашем обогревателе будет сетевое напряжение, даже когда он «выключен».

Добавьте ко всему этому механический выключатель питания от сети, конечно, чтобы вы точно знали, что все включено или выключено.

Вдоль тех же линий путь заземления на стороне низкого напряжения должен быть сплошным с заземлением сети. Представьте, что произойдет, если кусок провода или что-то еще упадет на оптоизолятор. Будет ли это безопасным? Или поставить низковольтную сторону на потенциал сети? Вы хотите, чтобы это было безопасным, взорвав предохранитель.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Амортизатор рекомендуется по нескольким причинам.

• Уменьшить амплитуду напряжения от коммутируемой паразитной индуктивности. (Выход) Это снижает напряжение напряжения на уровне пробоя симистора. Всякий раз, когда вы переключаете длинные линии, вы переключаете индуктивность. OPto имеет рекомендуемую конструкцию демпфера. Используйте подобный на симисторе.

• Уменьшите линейный пик dv/dt с помощью линейной индуктивности и демпфирующего колпачка для предотвращения ложного срабатывания симистора.

Нет проблем с параллельным подключением светодиодного индикатора и ИК-светодиода, поскольку MCU будет получать или потреблять 20 мА, а Opto требуется только 10 мА для надежного переключения.

Однако при использовании стабилизатора на 5 В нет необходимости подключать светодиоды параллельно.

 - Падение напряжения в драйвере MCU составляет ~ 0,6 В при 10 мА и ** ~ 0,8 В при 20 мА ** (подсказка по поиску в формате PDF для VOH)
- падение напряжения для "большинства" КРАСНЫХ светодиодов составляет ~1,3В при 10мА, ~1,4В при 20мА
- Падение напряжения для ИК-светодиода, используемого в Opto, составляет 1,2 В при 10 мА и 1,3 В при 20 мА.
- поэтому выберите ток вашего привода 10 ~ 20 мА, сложите капли и выберите один R вместо 3 x 330. 
- например, сложите все указанные выше капли, **0,8 + 1,4 + 1,3 + 20 мА*Rs = 5 В**
- таким образом, Rs = 1,5/20 мА = **75 Ом** (30 мВт)
- или 0,6 + 1,3 + 1,2 + 10 мА*Rs = 5 В или Rs = 1,9/10 мА = **190 Ом** (19 мВт)
 

Обеспечьте безопасный зазор >> 5 мм между всеми дорожками переменного и постоянного тока, используемыми оптопарой.

Напряжение 5 В плавает или заземлено на переменный ток? Не требуется. но для защиты от электромагнитных помех вам может понадобиться линейный фильтр, чтобы предотвратить попадание сигналов датчика MCU на входную линию переменного тока с LC-фильтром и, возможно, небольшой колпачок переменного тока от постоянного тока к земле переменного тока. Вы не хотите, чтобы переключение вашей духовки попадало в сигналы вашего MCU. Ферритовые бусины иногда используются на коммутируемых линиях.

Если общее Rth j-a равно 10’W, это означает, что симистор будет нагреваться до 110’C, когда активен после тепловой постоянной времени, которая зависит от массы и скорости ВОЗДУХА. Я бы предложил ближе к 5 ‘C / Вт для вашего радиатора и добавить Rj-c симистора, чтобы получить термическое сопротивление. также используйте немного смазки с небольшим радиатором.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я разрабатываю аналогичную схему.

В этой схеме отсутствует только переходник для защиты симистора от скачков перенапряжения, чтобы он не был поврежден внешними переходными процессами.

См. — http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/CD00022856.pdf

Также можно использовать MOV, но это кажется более элегантным.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Силовая электроника

— схема симисторного переключателя с использованием MOC3021 и BT136

спросил 2 года, 7 месяцев назад

Изменено 5 месяцев назад

Просмотрено 6к раз

\$\начало группы\$

Я разрабатываю оптопары BT136 и MOC3021 для управления нагрузками переменного тока, и ниже приведена схема, которую я собрал. У меня есть несколько сомнений здесь.

1. Правильно ли значение 100 Ом 1 Вт на контакте 6 MOC3021
2. Сопротивление 50 Ом, достаточно 1 Вт в цепи снаббера.
3. Достаточно ли 10 нФ, 250 В или следует использовать 400 В.
4. Любые другие вопросы дизайна / предложения по улучшению.

• силовая электроника
• оптоизолятор
• симистор
• демпфер

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

1. Правильно ли значение 100 Ом 1 Вт на контакте 6 MOC3021

Рисунок 1. В техническом описании предлагается эта схема.

Помните, что когда симистор MOC выключен, ток через резистор R16 отсутствует, поэтому мощность не рассеивается. Когда MOC включится, через R16 будет очень короткий ток, но Q4 включится почти мгновенно, и напряжение в цепи упадет почти до нуля. Мощность, рассеиваемая в R16, будет очень низкой.

Согласно техническому описанию вы можете увеличить значение R16. Схема из таблицы данных включает фильтр нижних частот (два резистора и конденсатор) для повышения помехозащищенности. Вы, вероятно, будете в порядке с вашей более простой схемой.

2. Сопротивление 50 Ом, достаточно 1 Вт в цепи снаббера.

Подход здесь состоит в том, чтобы определить наихудший ток через C7.

\$ Z_C = \frac 1 {2 \pi f C} = 318\ \text k \Omega \$ при 50 Гц.

\$ I_C = \frac V Z = \frac {250}{318k} = 0,8 \\text {мА}\$. 92 \times 50 = 32 \\mu \text W\$. Как вы думаете, 1 Вт может быть немного чрезмерно осторожным?

3. Достаточно ли 10 нФ, 250 В или следует использовать 400 В.

250 В _{Среднеквадратичное значение} пиков при 250√2 = 353 В. Вам необходимо номинальное напряжение 400 В.

4. Любые другие вопросы дизайна / предложения по улучшению.