Wzbudzające oscylacje przy włączaniu triaka BTA16-800CWT z żarówką 12V/35W?

Tue Jan 05, 2016 6:06 pm   

Obciążeniem triaka BTA16-800CWT jest żarówka 12V/35W, zasilana
z transformatora 13V/50Hz. Triak wyzwalam transformatorem impulsowym
przebiegiem 2V/23kHz przez rezystor 24 omy. Poniższy oscylogram
przedstawia różnicę napięć między MT1 i MT2:

http://postimg.org/image/5ezdt2vuh/

i zbocze narastające w powiększeniu:

http://postimg.org/image/8s0w6hspr/

Skąd się biorą te oscylacje? Hipotezę mam taką, że prąd bramki
wystarcza do otwarcia triaka, ale po zaniku impulsu wyzwalającego
prąd przez niego płynący jest mniejszy od I_holding, więc triak
się wyłącza. Trafiłem, czy prawda jest ciekawsza?

Pozdrawiam, Piotr

Tue Jan 05, 2016 10:24 pm   

W dniu 2016-01-05 o 18:06, Piotr Wyderski pisze:

Za mały prąd bramki. Zmniejsz ten rezystor o rząd, albo w ogóle wywal.

Układ gasika nie zaszkodzi :-)

Pozdrawiam,
P.P.

Tue Jan 05, 2016 10:45 pm   

W dniu 2016-01-05 o 22:24, Paweł Pawłowicz pisze:

Wyszło trochę lakonicznie, więc dorzucę dwa słowa. Jeżeli chcesz szybko
włączyć triak, powinieneś wstrzyknąć mu do bramki ładunek krótkim
impulsem dużego prądu. Ty robisz to na raty prądem na granicy Igt więc i
włączasz triak na raty.

P.P.

Wed Jan 06, 2016 1:23 am   

Zenek Kapelinder wrote:


Chcę się nauczyć skutecznego impulsowego wyzwalania triaków,
jak to drzewiej u ludzi robiono. Optotriakiem jest nudno.


Kiloherce są tylko po to, by dostatecznie gęsto pokryć
półokres zasilania i z niewielkim błędem włączyć triak
dla pożądanego kąta i chwilę później, gdyby nie zaskoczył.
Taki generator było mi po prostu łatwiej zbudować i nie ma
tu wielkiego znaczenia. Interesuje mnie to, co się dzieje
z triakiem, gdy dostanie w bramkę takim impulsem i okazuje
się, że jest ciekawiej, niż się spodziewałem.

Pozdrawiam, Piotr

Wed Jan 06, 2016 1:34 am   

A nie mozesz jak u ludzi go wlaczac. Po co te kiloherce przy triaku majacym pracowac przy 50 Hz?

Wed Jan 06, 2016 1:38 am   

Paweł Pawłowicz wrote:


Wg datasheeta maksymalny prąd wyzwalania bramki to 35mA
przy napięciu do 1,7V.


Rano zrobię testy i wrzucę oscylogramy.


Piszą, że seria CW to snuberless. :-)


Prąd się da zwiększyć, ale w zasadzie po co? Triak to urządzenie
bipolarne, a więc o małej pojemności wewnętrznej i po wyzwoleniu
wymaganym prądem nie powinien się sam wyłączać. A tu się okazuje,
że przy sterowaniu impulsowym się przypałętała jakaś całka. Który
parametr w dokumentacji za nią odpowiada?

Pozdrawiam, Piotr

Wed Jan 06, 2016 8:32 am   

W dniu 2016-01-06 o 01:23, Piotr Wyderski pisze:

Ale za to nie śmieci, przynajmniej nie tak bardzo. A jak optotriak
nudzi, to weź transoptor. Najlepiej taki co nie ma fototranzystora,
tylko fotoogniwo
Transformator teraz to... no co z tego, że będziesz wiedział co i jak,
skoro z "opto" jest lepiej?


Lubisz poekspermentować, nie?
;)

Tu masz podobnie jak w tranzystorze bipolarnym - musisz wprowadzić w
bramkę dość nośników, żeby całość się otworzyła. Im szybciej i więcej,
tym pewniejszy zapłon. Jeszcze się zastanawiam jaki wpływ na działanie
ma to, że na zmianę wprowadzasz i wyprowadzasz nośniki z bramki?
Wprawdzie pamiętam, że kiedyś na wykładzie była mowa że tyrystor lubi
być potraktowany impulsowo, ale nie żeby go tak brutalnie traktować
(miały być impulsy ale jednokierunkowe). Nawet coś tam było że jak za
bardzo się szarpnie bramką w drugą stronę to może się zdarzyć, że się go
zgasi (w specyficznych sytuacjach, ale możliwe). Od tego było oczywiście
przejście do tyrystorów wyłączalnych.

Pozdrawiam

DD

Wed Jan 06, 2016 11:13 am   

W dniu 2016-01-06 o 01:38, Piotr Wyderski pisze:

Nie zmienia to faktu, że gasik jest użyteczny :-)


Triak demonem szybkości nie jest, włącza się powoli. Najpierw tworzy się
wąski kanał, który poszerza się w czasie. Czas włączania zależy od
ładunku wstrzykniętego do triaka, dlatego triak należy włączać jednym
impulsem dużego prądu. Zauważ, że transformatory do włączania triaków są
stosunkowo duże, właśnie po to, aby mogły dostarczyć tego prądu.
Za mechanizmem włączania triaka kryje się parametr dI/dt. Jeśli prąd
narasta zbyt szybko, gęstość prądu w wąskim kanale może być zbyt duża, w
konsekwencji następuje degradacja struktury. Kiedy triak włączy się
całkowicie, dI/dt już może być dowolne. Szybkość narastania prądu
ogranicza się dławikiem, te są z kolei dziwnie małe w stosunku do ich
prądu. To dlatego, że po całkowitym włączeniu triaka dławik może się
nasycić, to już nie zaszkodzi strukturze.
Dlaczego nie chcesz tego zrobić jak Pan Bóg przykazał? Czy istnieje
jakiś szczególny powód?

Pozdrawiam,
Paweł

Wed Jan 06, 2016 12:32 pm   

Dariusz Dorochowicz wrote:


Za małe prądy, dziesiątki mikroamperów to maksimum możliwości izolatorów
fotowoltaicznych. Triak nawet tego nie zauważy, trzeba mu dorobić
wzmacniacz, np. w postaci dwóch MOSFETów.


Transformator jest nieśmiertelny, a opto się degeneruje.
I to jest powód moich eksperymentów. Może nic wartościowego
z nich nie powstanie, ale po drodze jest ciekawie. :-)


Uwielbiam. :-)


Oscylogram sugeruje udaną próbę stworzenia triakowej wersji GTO. ;-)

Pozdrawiam, Piottr

Wed Jan 06, 2016 2:02 pm   

Paweł Pawłowicz wrote:


Trudno powiedzieć, czy powód jest szczególny. Powiedzmy, że przeżywam
okres fascynacji elementami indukcyjnymi i się zastanawiam, do czego
jeszcze można ich użyć. Doświadczenia ze wzmacniaczami magnetycznymi
były bardzo inspirujące i zaowocowały praktycznym wykorzystaniem. Więc
korzystając z chwili wolnego od obowiązków domowych podczas urlopu
postanowiłem pobawić się triakami, by je lepiej zrozumieć. I "odkryłem"
dziwny efekt, co już samo w sobie jest cenne. A po drodze opracowałem
realizację układową przetwornicy forward, z którą się nigdy nie
spotkałem w literaturze. Więc zabawa jest owocna i wcale mi nie
przeszkadza myśl, że wyzwalanie impulsowe finalnie okaże się porażką. :-)

"Legenda" do eksperymentów, której proszę zbytnio nie atakować, jest
taka, że optotriaki ulegają degeneracji po kilku latach ciągłego
działania i chciałem spróbować czegoś trwalszego.



Pozdrawiam, Piotr

Wed Jan 06, 2016 2:03 pm   

W dniu 2016-01-06 o 12:32, Piotr Wyderski pisze:

Ale za to jaki temat do zabawy ;)


Ja się jeszcze zastanawiałem czy po prostu to nie są skutki
niedokładnego poprowadzenia kabli, bo to też może być.
To jak już się pobawisz na różne sposoby, to dodaj diodę do bramki, żeby
prąd tylko w jedną stronę płynął. Może będzie wiadomo o co chodziło.

Pozdrawiam

DD

Wed Jan 06, 2016 3:52 pm   

W dniu 2016-01-06 o 14:02, Piotr Wyderski pisze:

Chyba się nieprecyzyjnie wyraziłem. Sensem mojego pytania miało być:
dlaczego nie chcesz wyzwalać triaka jednym impulsem, a częstujesz go
serią impulsów?
Wyzwalanie transformatorem impulsowym jest jak najbardziej OK, sam to
robiłem, choć już dość dawno temu.

Pozdrawiam,
Paweł

Wed Jan 06, 2016 11:05 pm   

Paweł Pawłowicz wrote:


Ach, oto pytasz: bo założyłem, że układ ma umieć współpracować
również z "głupim kontrolerem", tj. takim, który zna pojęcia on/off
i nie śledzi relacji fazowych między sygnałami. W skrajnym przypadku
kontrolerem ma być włącznik. Jeśli taki układ wyśle jeden impuls i nie
trafi, to przepadnie cały półokres. Przy wyzwalaniu picket fence/pulse
train kolejna okazja powtórzy się szybko, a kontrolerowi zaawansowanemu
ten sposób w niczym nie przeszkadza. Stąd pomysł.

Eksperymentów dziś nie robiłem. Nieplanowana zmiana planów. ;-)

Pozdrawiam, Piotr

Thu Jan 07, 2016 10:16 pm   

Dariusz Dorochowicz wrote:


Jak się już ma taki wzmacniacz, to szybko można wpaść na to, że
MOSFET jako urządzenie sterowane napięciowo można przeskalować
do wymaganego prądu, kompletnie eliminując przy tym triak, za to
wynajdując przekaźnik SSR. I koniec zabawy ;-(


Układ jest zmontowany na pająka, ale skutki prowadzenia kabli
byłoby widać na oscylogramach impulsów bramkowych. A te wyglądają
w porządku -- ujemne szpilki wyzwalające triak w drugim i trzecim
kwadrancie.


Poeksperymentowałem i wyniki są takie:

0. opornik 24 omy -- układ wyjściowy, oscylogramy wysłałem;

1. dioda na bramce nic nie daje;

2. zmniejszenie wartości opornika z 24 do 3,9 oma zmniejsza znacznie
amplitudę oscylacji, ale dalej są;

3. przy braku opornika oscylacje są, lecz ich wartość jest zaniedbywalna;

4. Powrót do opornika 24 omy, ale równolegle z kondensatorem 100n
skutkuje tym samym, co w punkcie (3), ale prąd pobierany przez
układ jest znacznie mniejszy.

Wg symulacji w Spice oznacza to przepływ prądu 450mA przez
360ns, który następnie gwałtownie spada do 50mA i utrzymuje się
na tym poziomie przez 4,8us. Oscylogramy spadku napięcia
w układzie rzeczywistym wskazują ten sam kształt prądu bramki
(z dokładnością do skali, której dokładniej nie badałem).

Z tego wynika, że nie jest ważny wstrzyknięty w bramkę ładunek,
co prąd i warto iść w okolice amperów choćby nawet tylko na setki
nanosekund. Ładunki przy (0) i (4) są praktycznie jednakowe,
a efekty dramatycznie różne. Mogę więc pewnie zastosować jeszcze
mniejszy współczynnik wypełnienia, byle tylko strzelać większym prądem.
Zamierzam to wkrótce sprawdzić.

Przekopałem też Internet i dowiedziałem się, że ten sposób
sterowania triakami i tyrystorami (picket fence triggering)
jest jednym z rozwiązań klasycznych, więc w zasadzie z niczym
nie kombinuję, co mnie zaskoczyło, bo sam to rozwiązanie
odkryłem. Kiedyś do wytwarzania takich impulsów stosowano
tranzystory jednozłączowe.

W kilku źródłach pisali o częstotliwościach rzędu 10kHz,
w co zupełnie przypadkowo trafiłem. W dokumentacji tyrystorów
ABB podali nawet kształt prądu, jakiego sobie wtedy jako
producent życzą.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Jan 08, 2016 8:16 am   

W dniu 2016-01-07 o 22:16, Piotr Wyderski pisze:


Ważny jest ładunek i czas, czyli jak piszesz prąd
Rozumiem, że przy 3. i 4. wykres leci po górnej linii, bez tych impulsów
w dół?


Tak, wyzwalanie paczką impulsów jest znane i polecane już od dawna. Nie
zagłębiałem się w temat, ale być może chodzi właśnie o to, żeby dać
silne impulsy w bramkę, a równocześnie nie przekroczyć średniego prądu itd.


No proszę... Ale ABB to chyba takie raczej sporawe elementy. Ja gdzieś
jeszcze mam 3" strukturę tyrystora z Laminy. Tam to grube ampery chyba
szły na bramkę :)

Pozdrawiam

DD