Расчёт токаограничивающего резистора между MOC3052 и BTA16-600B?

Question

[Сергей Кордубин]

Как правильно рассчитать тока ограничивающего резистора между MOC3052 и BTA16-600B?
Максимальный ток комутируемый оптосимистором 60мА, а минимально необходимый ток для открытия BTA16-600B = 50мА. По расчётам у меня выходит более 1-го кОм-а. А в схемах по разному от 470 Ом до 600++Ом, откуда такой расчёт?
В моей схеме нагрузка 30 Ом, напряжение сетевое 230в. Так как правильно считать чтобы можно было открывать его в любое время?

Для примера вот схема avrproject.ru/dimmer/jhi.png
Из вот этой вот статьи avrproject.ru/publ/poleznaja_informacija/setevoj_d...

Единственная цифра что приближенно соответствует таким результатам, это вот такой расчёт:
Макс. Амплитуда в сети 230В = √2*230 = 325.3В
Макс импульсный ток MOC3052 = 1A
Максимальная нагрузка BTA16-600B = 16A
Моя полезная нагрузка 30 Ом.
335.3/1= 335,3 Ом то есть это минимальное сопротивление при котором оптопара проработает не более 200мкс.
Теперь расчёт по правилам 230/0,05=4,6кОм.
Но задаётся что так он откроется только при максимально амплитудной значении сетевого напряжения.

Теперь то что мне кажется правильным
Так как мин 50мА требуется для открытия симистора BTA16-600B и максимальное пиковый ток которой кратковременно может комутировать MOC3052 = 1A, то можно смело предположить что ток в 0,6А оптопара импульсами спокойно пропустит.
325,3/0,6= 542 Ом.
Отсюда можно вычислить начало открытия оптопары изходя из того что знаем минимальный ток открытия симистора и сопротивления = 542*0,05= 27в. То есть это то напряжение достигнув которого синусоидальных, откроет симистор.

Вот теперь у меня и голова кругом, откуда у них в схемах такие значения?

Comments

[Алексей]

Возможно ставят меньше для гарантированного открытия, то есть чтобы ток был чуть больше чем 50мА.

[Сергей Кордубин]

Алексей: может, но чуть меньше это странно что это около 10%от расчётного

[Алексей]

Сергей Кордубин: Да, с "чуть" я погорячился. Подождем ответа специалистов.

[Василий]

а он точно токоограничивающий а не как часть делителя напряжения?

[Сергей Кордубин]

Василий: как я понимаю, нет. Уже подумываю использовать для этих целей стабилитрон(зенер) чтобы ограничивать напряжение макс 1.5В при любом входящем напряжении.

Answer 1

[Василий]

Посмотрел на схему и датащиты, всё банально до безобразия 60 мА для оптрона это максимальный продолжительный ток, а для затвора симистора 50 мА это импульсный ток, то есть достаточно подать небольшой импульс симистор откроется и закрыть оптрон, симистор при этом останется открытым до следующего прихода нуля. средний ток проходящий при этом через оптрон будет очень маленьким, правда если контроллер зависнет, может случиться фигня.

Comments

[Сергей Кордубин]

Да вы правы. А что насчёт резистора то?

[Василий]

а ребёнка то с водой я и выплеснул =) у тиристора по мимо тока открытия есть ток удержания по датащиту он на 20% больше тока открытия, если этот ток не будет достигнут, то по окончании управляющего импульса симистор закроется,
U=I*R
при 1 килооме это даст напряжение 50+ вольт открытие и 60+ вольт удержание, в диапазоне от 50-60 вольт симистор будет вести себя неусточиво, хотел было посчитать какой диапазон регулировки мощности это даст, но как стало понятно что это будут интегралы синусами и арксинусами сразу расхотелось XD
то есть в любом случае "всегда" открыть симистор вы не сможете на схеме с только резисторами в затворе у вас будет некоторое напряжение ниже которого вы не сможете скомутировать цепь, если не предусмотреть более хитрое питание затвора.

[Сергей Кордубин]

Василий: а ток удержания это случаем не для силовой части?

[Сергей Кордубин]

Да и Василий: интегралы там то и не нужны вро де как, нам то нужно вычислить по максимальной амплетуде, по действующему напряжению, и изходя из этого можно говорить о минимальном напряжении открытия (на затвор надо подать 1,5В по даташиту кажется)

[Василий]

Сергей Кордубин: ток удержания это ток после которого симистор сам уже не закроется до прихода нуля, его надо будет закрывать импульсом обратной полярности, 1,5 вольта это хоть и напряжение при котором открывается симистор, но управляется он всё таки током, а не напряжением. без резистора да хватит 1,5 вольта,
а интегралы тут потому что результирующее напряжение это площадь фигуры под синусом, а интервал интегрирования это будет арксинус от амплитудного делёного на напряжение открывания до пи/2

[Сергей Кордубин]

Василий: где формулу взяли? Можно взглянуть?
И того вернемся к сути вопроса, как нам расчитать резистор? Какими величинами будем пользоваться? (Ведь резистор это не термистор и не стабилитрон)

[Василий]

Сергей Кордубин: просто прикинул в голове как посчитать площадь фигуры, диапазон регулировки будет соответственно соотношением площади синуса к урезанному синусу,
по хорошему чтобы расчитать резистор надо учесть область безопасной работы оптрона ( её нет в датащите) а на руках у нас только пиковый ток 1 А и предельный продолжительный 60 ма, второе нужно знать за сколько открывается симистор, это и будет минимальная продолжительность импульса -больше бессмысленный нагрев, меньше - закроется обратно,
тоесть чем больше резистор тем меньше уже диапазон регулировки, чем меньше тем больше нагрев, а как таковой расчёт сведётся к выяснению этого диапазона и выяснению не погорит ли оптрон, каюсь диапазон считать лень, а для оптрона не хватает данных в датащите.

[Василий]

Сергей Кордубин: прощу прощения немного переклинило, ток удержания это действительно ток между анодами а не между затвором и анодом.

[Сергей Кордубин]

Василий: минимум 0,05А максимум 1А
Время максимум 200мкс
Импульс от 2мкс.
Продолжительность полу периода 10000мкс.
Тут бы ещё вспомнить скорость нарастания напряжения в сети конечно же, и уже те 7вольт что у меня отрезались поделить на скорость нарастания, это был бы шик, так как при 100мощности продолжительность импульса должна была бы ожидать это нарастание. И уже отталкиваясь от кол, ва шагов регулировки можно было бы судить о резимторе, т.к. время режет минимальный шаг регулировки, так как импульс должен закончиться к переходу нуля, и остаточный заряд затвора должен рассеяться, иначе во втором полупериоде есть риск того что симистор останется открытым.

Вернёмся к вычислению диапазона рещистора

[Василий]

Сергей Кордубин: чёт я так глянул, ещё раз в датащит у меня голова поехала, тут надо учесть рабочую температуру( в зависимости от радиатора который есть) из неё взять di/dt из этого взять dv/dt. добавить сюда конденсатор снаббера (он ведь тоже будет участвать в росте напряжения на затворе),
не проще ли действительно туда стабилитрон воткнуть?

[Сергей Кордубин]

Василий: снабер можно не учитывать. А вот зависимость рассеиваемой мощности корпусом от времени, хотелось бы знать. С его помощью мы можем вычислить безопасную продолжительность импульса и необходимое время для остывания.

[Василий]

Сергей Кордубин: вот для оптрона этой штуки и нет в датащите, просто когда вы упомянули нарастание напряжение тут мне вспомнилось, что ограничение тока затвора не только оптрон но и симистор защищает. Где-то видел, что при не слишком низкоомной нагрузке можно вообще без резистора обойтись мол оптрон сам ограничит ток на затворе, но чёт верится с трудом.
ЗЫ не поверите, в датащите "пожирнее на оптрон нашёл формулу на минимальное сопротивление, R=Vp/Itsm тоесть 230*1,4/1 = 325 ом

[Сергей Кордубин]

Василий: да вы правы, в теле вопроса я ошибочку допустил, не 335 а 325 вольт.
А вот 325/на рабочие 60макс оптопары = 5,4кОм. И того наш придел лежит от 325Ом до 5,4кОм
Теперь есть ещё такой показатель как максимальный ток затвора для 1-3квадрата и он равен 100мА макс. Отсюда 325/0,1 = 3250 Ом, зная что минимальное напряжение открытия = 1.3В а при токе 50мА и падение напряжения на p-n переходе 0,7 мы можем более коретно вычислить (325-1.5-0,7)/100= 3228 Ом это по идее та золотая середина, но если бы знать заранее какой ток кратковременно допускается для управления силового симистора...

[Василий]

Сергей Кордубин: в датащите именно для применения с симистором указана такая формула делить надо на максимальный импульсный ток, а для симистора предельный ток указан в датащите - 4 ампера. 1 и 3 квадрат это индуктивная нагрузка 1 и 3 квадрант это индуктивная нагрузка 2 и 4 емкостная если вы делаете нагревательный прибор беспокоиться не стоит

[Сергей Кордубин]

Василий: нашёл пиковых ток затвора силового симистора BTA16-600B 20мкс 4А, ещё внимательно перевёл, и там сносочкой написанной что минимальный ток открытия симистора равен 5% от максимума 50мА то есть минимальный ток для открытия симистора 2.5мА соответственно при сопротивлении подобраном по 325/0,05= 6500 Ом напряжение сети при котором триак начнёт открываться будет равно 6500 Ом*2.5 мА = 6500*(2,5/1000) = 16,3В. То есть когда в сети появиться 17вольт симистор откроется тоесть мы будем терять менее 10% от действующего напряжения.

[Сергей Кордубин]

Василий: то есть как я вас понял мы можем смело вычислять по минимальному току в 2,5мА изходя из того напряжения которое мы собираемся срезать? А для этого нам нужна формула зависимости напряжения синусоиды от времени? Просто взять в расчёт что рекомендуется оборвать импульс за 200мкс до пересечения нуля и сам импульс должен быть более 100мкс, и того допустим нам надо вычислять какое напряжение будет после допустим 150мкс от момента пересечения нуля делить его на минимальный ток затвора бта16 ? И если выбранное сопротивление не будет превышать пиковое напряжение оптрона то все пучком?

[Василий]

Сергей Кордубин: от этой сноски я уже ни в чём не уверен, с удивлением обнаружил, что триак это нифига не тоже самое что два тиристора www.kit-e.ru/assets/files/pdf/2002_09_26.pdf , а квадранты для них имеют другой смысл хотя тоже связаны с типом нагрузки.
если есть возможность потренероваться на кошках возьмите подстроечный резистор и постепенно уменьшайте сопротивление наблюдая на осциллографе за происходящим,
насчёт управляющих импульсов, управляющий имульс только открывает, закроется триак сам при условии что, на затворе ток ниже открывания а на аноде ток ниже удержания.

[Сергей Кордубин]

Василий: при R=230*√2/0.05 длина импульса будет лежать в пределах 165мкс, так как именно это время требуется чтобы синусоида тока при таком сопротивлении доросла до минимально необходимого значения 2.5мА, что полностью соответствует даташиту для необходимого времени продолжительности импулься в управляющей цепи оптопары (t≥100mks). Но для гарантии лучше включать 200мкс так как хрен его знает какой резистор попадется. Главное запомнить что выключить импульс надо не позднее 200мкс (по даташиту, для гарантии от самопроизвольного открытия в следующем полупириоде)

[Сергей Кордубин]

Василий: yotx.ru/#!1/3_ZKBi7VFh%4098/2N85ODg42DdiCP9r%400FC...

[Сергей Кордубин]

Василий: в общем берём или два резистора один 3,3кОм или один на 6,8кОм. Уже их измеряемой и от них можно плясать. Но дума если взять продолжительность импульса в 200 мкс то точно не промахнуться. Вот так вот с вашей помощью разобрались что нафиг не нужны такие маленькие сопративления, разве что ставить их в 10 раз менше из расчета того что они работают в импульсном режиме, тогда и вырисовывается конечно же картина что два резистора по 330Ом :). Впринципе если так то считать, то оптопара держит до 1-го ампера в течении 100мкс тоесть в импульсном режиме она держит где то 100мА и изходя из этого можно смело понижать до 3,3кОм при учете короткого управляющего импульса что по идее не скажется отрицательно на её работе и даже наоборот возможно. Но при режиме, включил и работает, и при опаске зависания МК, лучше два по 3,3кОм последовательно

[Василий]

Сергей Кордубин: если триак действительно откроется при 2,5мА то почему бы и нет, просто смущает 50мА , кстати говороя при нагреве ток открывания ещё и уменьшается

[Сергей Кордубин]

Василий: в общем вот неплохая статеечка. www.myradiolib.ru/spravochnik/ispolzovanie-optotir...

В протеусе погонял свои расчёты, оптопару сделал постоянно включенной. Димируется даже при 1кОм. Методом тыка выяснил что надо брать меньше 660 Ом до 330 Ом, тогда обрезания почти нету. Да и плюс лучше всетаки сделать снабер так как показатель крутизны мозрастания и напряжения и вольтажа, при включении в середине полупериода, когда 325,3В слишком велик и постоянно будет насиловать симистор, что может привести к износу кристала. Отсюда вывод что снаберу быть, так как мы собираемся включать в том числе и при максимально амплитудном значении. А вот уже резистор который мы расчитывали нужен для ограничения разряда снабкра через оптопару

[Сергей Кордубин]

Василий: и как мне кажется вы правы, резистором в цепи управления симистором через оптопару можно пренебречь, так как во включенном оптосимисторе, ток который потечет через затвор силового симистора будет не более 50мА а в отключеном оптроне напряжение на затвор подаваться вообще не будет