230VAC Triac Überspannungsschutzwiderstand Lichtbogenbildung

Nach einem erfolgreichen ersten Design meines AC-Triac-Dimmers beschloss ich, ihn zu verbessern. Ich tat dies, indem ich eine Snubber-Schaltung hinzufügte, damit ich auch induktive Lasten steuern konnte. Ich habe auch einen EMI-Filter hinzugefügt, um das ausgegebene Rauschen zu reduzieren. Der MOC3052 wird von einer MCU mit einer dedizierten Nulldurchgangsschaltung gesteuert.

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Nachdem der Schaltkreis jedoch zusammengebaut und etwa eine Minute lang bei 20% Dimmung getestet wurde, begann R4 zu zünden. Danach scheint der Widerstand kaputt zu sein, weil ich keinen Widerstand darüber messen konnte.

Bögen

Nachdem ich es mit dem Oszilloskop gemessen hatte, stellte ich fest, dass der Spannungsabfall über dem Widerstand etwa 5,5 V beträgt. Dies sind jedoch kleine Spitzen und keine Dauerbelastung. Könnte dies der Grund sein, warum der Widerstand getötet wird und einen Lichtbogen beginnt? Unmittelbar vor dem Ausfall kann ich sehen, wie sich der Widerstand verschlechtert, da die Spannung über dem Widerstand schnell ansteigt.

Ich habe auch versucht, online nach Antworten zu suchen, aber in keinem der Beispiele für Überspannungsschutzschaltungen wird ein Widerstand mit hoher Wattzahl erwähnt. Nachdem ich es in Falstad simuliert hatte (mit einer Diac-Triggerschaltung, nur um die Simulation einfacher zu machen), konnte ich sehen, dass die Spitze etwa 0,01 ms lang ist.

Ich bin mir nicht sicher, was sonst noch zu diesen Problemen führen könnte. Ich bin mir auch nicht sicher, wie ich das lösen soll oder wie ich ein besseres Design erstellen kann.

Ist C3 auf der anderen Seite der Platine?
Ja, C3, C4 und L1 befinden sich auf der anderen Seite der Platine.
Haben Sie sich angesehen, was passiert, wenn Sie Ihre tatsächliche Induktivität von 100 μH in dieser Simulation verwenden? Es ist ein seltsames Verhalten, obwohl ich nicht glaube, dass es die Ursache für dieses Problem ist.
Wie Sie sagen, gibt es hohe Spitzenströme , da die geschaltete Wellenform hochfrequente Komponenten enthält. Neben der Verlustleistung im Widerstand könnte dies auch zum Ausfall des Vorschaltkondensators geführt haben. Oberflächenmontierte Komponenten haben nicht viel thermische Masse, um kurzzeitige Überhitzung zu absorbieren.

Antworten (1)

Wenn Ihr Widerstand beginnt, Flammen zu spucken, bedeutet dies, dass die Spannung am Widerstand die maximale Nennspannung überschritten hat und/oder überhitzt ist. Ich vermute, Sie verwenden 0603-Widerstände, was bedeutet, dass die Spitzenspannung am Überspannungsschutzwiderstand die Nennspannung von 75 V überschreitet. Der Snubber-Widerstand sieht die Spitzenspannung Ihrer Eingangsspannung. Ich würde einen Keramikkohlewiderstand (Ohmite OX & OY-Serie) für Ihren Überspannungsschutz verwenden, da er hohe Joule-Lasten bewältigen kann. Es gibt MELF-Filmwiderstände von Vishay (CMB-Serie), die Impulslasten handhaben können.

Sie haben ein anderes Problem. C4 & C1 verursachen in Verbindung mit L1 ein Klingeln am Ausgang. Dies verursacht Klingelspitzen, die etwa dem 2-fachen der Spitzenspannung am Ausgang entsprechen. Sie müssen den Induktor de-Q machen, indem Sie einen Widerstand über den Induktor legen (ca. 10 Ohm).

Diese Schaltung ist in Spice einfach zu simulieren. Sie können eine Schalterkomponente für Ihren Triac verwenden, um die Dinge zu vereinfachen.

Was ich nicht verstehe, ist, wie der Widerstand diese Spitzenspannungen sehen kann. Ich habe die Oszilloskopsonden auf beiden Seiten angebracht und der größte Unterschied, den ich gemessen habe, war 5,5 V. Außerdem verwende ich 1206 Hochspannungswiderstände, die 500 V und 0,25 W verarbeiten können: lcsc.com/product-detail/…
Ja, leider habe ich diese Klingelprobleme auch gesehen. Ich habe Spannungen bis zu 432 Volt am Ausgang gesehen!
Der von Ihnen verwendete Widerstand ist nicht für Impulslasten ausgelegt. Snubber nehmen einen Schlag. Der Störimpuls am Widerstand wird durch das Aufladen des Überspannungsschutzkondensators verursacht, wenn der Triac ausgeschaltet ist. Der Kondensator wird durch den Snubber-Widerstand entladen, wenn der Triac einschaltet, wodurch für einen kurzen Moment die volle Netzspannung über den Widerstand gelegt wird. Ich schlage vor, eine Spice-Simulation durchzuführen, damit Sie sicher verstehen können, was vor sich geht.
Danke, aber trotzdem habe ich nie diese vollen Leitungsspannungen über dem Widerstand mit dem Oszilloskop gemessen! Ich verstehe, dass der Widerstand diese Spitzenlasten nicht bewältigen kann und das ist der Grund, warum er bricht. Lektion gelernt!
Verwenden Sie ein differentielles Messverfahren? Dazu braucht es zwei Sonden.
Ja, habe ich! Davon habe ich leider keinen Screenshot. Aber die Falstad-Simulation zeigte eine ähnliche Reaktion, wo ich auch nicht die vollen Leitungsspannungen über dem Widerstand sehe.
230VAC Triac Überspannungsschutzwiderstand Lichtbogenbildung
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