TRIAC och värmeutveckling

[jesse]

Jag tänkte göra ett isolerat SSR (solid state relä) med hjälp av en TRIAC och en MOC3053



men jag bekymrar mig för effektförlusten i TRIACen. Vid 10 ampere har vi upp till 9W effektförlust, och det verkar vara oberoende av vilken TRIAC jag väljer.

Så frågan är:

Finns det något sätt att minska effektförlusten?
Finns det andra lösningar (som inte är jättedyra) där man får ner effektförlusten rejält?

Jag kan tänka mig att man kan göra en MOSFET eller IGBT-lösning. Finns det sådana kopplingar för AC, och hur gör man då? Vad finns det för nackdelar med MOSFET/IGBT?

Jag kommer i första läget att vilja kunna reglera 2 st. separata laster på 2300W (resistiv = värmeelement), men vill kunna ha möjligheten att reglera större laster, kanske upp till 3680W (16A).

[TomasL]

Effektförlusten kommer väl dels från gate-strömmen och dels resistansen när tyristorn leder, så det handlar väl om att dels ha så liten gate-ström som möjligt och dels ha en tyristor med så liten till-resistans som möjligt.

[svanted]

är 0.4% förlust ett problem?

[Icecap]

Med TRIAC är det så att det måste finnas ett framspänningsfall som ger förlusten.

Om värmeutvecklingen är ett problem får du ta ett vanligt relä.

Annars kan en mindre kylfläns klara biffen.

[limpan4all]

Om man tittar på hur en TRIAC's ekvivalenta schema (egentligen två transistorer) ser ut så inser man att framspänningsfallet aldrig kan gå under ca 0,8V.
Det rätta sättet är att använda ett relä parallellt med TRIAC' en så att TRIAC' en hanterar strömmen vid omslagen (både till och från) och relät hanterar driftströmmen.
Då kan man underdimensionera både TRIAC och relät rejält för dom hanterar bara det dom är riktigt bra på.

[TomasL]

Blir ju lite dumt när man skall bryta kretsen, eftersom triacen slutar leda samtidigt som reläet slår till.
Så reläet får ta brytströmmen.

[limpan4all]

Ojdå, inser du inte vad jag skrev?
"så att TRIAC' en hanterar strömmen vid omslagen (både till och från)"
Dvs vid frånslag så slår man till TRIAC' en sedan av relät sedan av med TRIAC' en, då allt är styrt så är det enkelt.
Och för att förtydliga så att ingen tvekar eller missuppfattar. Tillslag: TRIAC först sedan Relät stäng sedan av TRIAC' en.

Egentligen så behöver man inte slå av TRIAC'en så länge som relät är tillslaget men det är praxis att göra så för då säkerställer man att TRIAC'en inte skadas av ett relä som fungerar dåligt.

OM man bryter kraften helt externt så hamnar eventuell gnistbildning i den externa brytaren och då spelar det ingen roll vare sig för relät eller TRIAC.

Om man gör en livskostnadsanalys så är det vanligt att den mera komplicerade lösningen sparar in sig själv redan på energikostnaden, vilket jag vart förvånad över första gången jag räknade på det hela.
Att det totalt sett sedan oftast dessutom blir billigare även i komponentkostnad är ju bara en bonus som övertygar "bönräknarna"...

[Olle61]

Det blir väl ingen hållström för triacen när relät är draget? Man måste väl tända triacen efter relät släppt, och då är skadan redan skedd?

[TomasL]

Ja exakt, så länge reläet är draget, så kan inte triacen trigga, eller leda någon ström.
Principen funkar vid tillslag, men inte vid frånslag.

[limpan4all]

Nope, det fungerar utmärkt. I samma ögonblick som TRIAC'en kan "tända" så gör den det, det blir ingen strömpuls. Det var några år sedan sist jag använde denna lösning, men alla mina mätningar bekräftade att den fungerar utmärkt.

[jesse]

I det här fallet vill man ha TRIAC istället för relä för att slippa ljudet från reläet som slår till och från.

Jag hittade AC-kopplingar för MOSFET. Gate-spänningen får genereras med en insolerad DC_DC-omvandlare.
Jag inser att det krävs ganska rejäla MOSFETar för att styra 230V 10A om förlusteffekten ska vara mycket lägre än för en TRIAC....
Jag vill gärna komma ner från 9W förlust (TRIAC) till i alla fall max 2W förlusteffekt.. Men då blir det dyra FETar.

[Icecap]

Nja - den koppling har faktisk 1 diodsträcka varje väg. Vid 10A brukar Vf ligga runt 0,9V vilket i sig ger 9W...

Samma som en TRIAC alltså. Knappast speciellt mycket bättre alltså.

[jesse]

Nej, det har den inte. Båda FETarna är "på" samtidigt (+5V på gaten) vilket gör att de leder.

[Icecap]

Hmmm - ja, faktisk. Men Vgs på 5V är mycket snålt, 10V brukar vara det rätta.

[jesse]

Det är bara ett exempel. Men visst, i det här fallet ska vi ju switcha 230VAC, 10A så det blir nog svårt att hitta en vettig MOSFET som klarar detta med 5V på gaten. Så minst 10V är väl lämpligt. Då är det bara några detaljer man behöver tänka på:

A) generera 10 volt DC (nästan ingen ström) för gatedrivning.
B) en "brown-out detektor" dvs. något som stänger av gatespänningen om den blir för låg, om man t.ex. stänger av DC-källan och spänningen sjunker långsamt.
C) En nollgenomgångsdetektor som ser till att tillslag och frånslag alltid sker vid 0V (eller helst: tillslag vid 0V och frånslag vid 0A), det går ju att mäta mellan fas och nolla och förmedlas via optokopplare.