Problem mit Phasenanschnittsteuerung

[Falko Jahn]

Hi @ all

Habe in einer neuen Steuerung unter anderem eine
Phasenanschnittsteuerung, die einen Lüfter Motor (induktive Last)
steuert.

Die Schaltung könnt Ihr unter:

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anschauen.


Das Problem ist das der Triac immer mal wieder ohne ersichtlichen
Grund ausfällt. Bei der Last handelt es sich um einem 230V Motor, der
etwa 1A im Normalbetrieb zieht.

Wenn der Triac ausfällt, verbrennt meißt auch der Gatewiderstand.
Folgendes habe ich schon versucht:

- Verringerung des Gatewiderstandes von Ursprünglich 2k2 auf 470R
(2W / 500V)
- Ersatz des TIC 226M durch einen BTA08-600 CW (snubberless Triac)
- Kühlblech am Triac
- Ausgabe des Gate Impulses von 10µs auf 50µs in der Software
geändert.


Jetzt gehen mir so langsam die Ideen aus.... Gegen Spannungsspitzen
gibts doch schon 2 Varistoren (275V) (einmal über A1 und A2 und ein
weiterer direkt an den Anschlußklemmen des Motors

Soll ich noch einen BT139/800 ausprobieren..hab noch ein paar hier
liegen???

Mit meinen Oszilloskop (leider nur 20 Mhz, Analog) kann ich keine
Spannungspitzen oder o.ä. am Triac erkennen.

Hoffe Ihr habt eine gute Idee..der Testaufwand ist immer enorm da ich
immer gleich 20 oder 30 Geräte umbauen muss und diese Stundenlang
laufen lassen muß um wirklich sicher zu sein, das der Fehler nicht
mehr auftritt.


Danke für alle Antworten

Gruß
Falko

[Dieter Wiedmann]

Post by Falko Jahn
Habe in einer neuen Steuerung unter anderem eine
Phasenanschnittsteuerung, die einen Lüfter Motor (induktive Last)
steuert.
http://www.ecs-online.org/PRJ101_1_06_1.JPG

Die Triacansteuerung ist für induktive Lasten ungeeignet, schau dir
Bild 6.22 in folgender AppNote an:

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1048-D.PDF


Gruß Dieter

[Falko Jahn]

Post by Dieter Wiedmann
Die Triacansteuerung ist für induktive Lasten ungeeignet, schau dir

Hallo Dieter,

Hab gerade die AppNote überflogen..verdammt viele Formel drin, ist es
richtig das der Hauptfehler in dem fehlenden Snubber-Glied liegt oder
sind noch andere Fehler drin. Anders gefragt...wie kann ich die
Schaltung mit möglicht wenig Änderungen stabil zum laufen
bekommen..das Problem ist das schon fast 300 Platinen bestückt sind :-
(...oh gott...wie kann ich da noch was Nachrüsten??...Gruß Falko

[Andreas Ruetten]

Post by Falko Jahn

Post by Dieter Wiedmann
Die Triacansteuerung ist für induktive Lasten ungeeignet, schau dir

Hallo Dieter,
Hab gerade die AppNote überflogen..verdammt viele Formel drin,

schau die mal die Gateansteuerung an.

Gab es eigentlich Varistoren im Sonderangebot?
Ich würde keinen Varistor im Filter verwenden,
schaffen langfristig Probleme.....
Und 3 an Netzspannung schon dreimal nicht ....

Post by Falko Jahn
bekommen..das Problem ist das schon fast 300 Platinen bestückt sind :-
(...oh gott...wie kann ich da noch was Nachrüsten??...Gruß Falko

Das ist natürlich übel.
Hat der Kunde den "Fehler" rausgefunden?

Ach ja wozu eigentlich 4 Sicherungen?
Eine tuts ja wohl auch.


Andreas

[Falko Jahn]

Hi Andreas

Post by Andreas Ruetten
schau die mal die Gateansteuerung an.

Die Gateansteuerung sieht da anders aus. Hatte mich beim Entwurf an
die Standard Application im Datenblat des MOC3023 (Figure 9) gehalten.
Nur ohne die Snubber-Glieder. Was vielleicht ein Fehler war.....

Post by Andreas Ruetten
Gab es eigentlich Varistoren im Sonderangebot?
Ich würde keinen Varistor im Filter verwenden,
schaffen langfristig Probleme.....
Und 3 an Netzspannung schon dreimal nicht ....

Post by Falko Jahn
bekommen..das Problem ist das schon fast 300 Platinen bestückt sind :-
(...oh gott...wie kann ich da noch was Nachrüsten??...Gruß Falko

Das ist natürlich übel.
Hat der Kunde den "Fehler" rausgefunden?
Ach ja wozu eigentlich 4 Sicherungen?
Eine tuts ja wohl auch.
Andreas

Ja, leider ist der Fehler erst beim Kunden aufgetaucht..und der macht
jetzt ganz schön Stress...(ok..ich gebe zu, das ist verständlich...Die
Zeit hat mal wieder nicht gereicht um alles ausführlich zu testen)

Naja es sind nur 2 Sicherungen :-) die anderen beiden sind nur
Bestückungsvarianten. Den Netzfilter mit den 3 Varistoren habe ich aus
einer anderen Phasenanschnittsteuerung geklaut. Die Platine soll noch
nach EN60601 EMV geprüft werden und da die andere
Phasenanschnittsteuerung bereits EMV geprüft ist habe ich das soweit
wie möglich übernommen.


Gruß
Falko

[Stefan Heimers]

Nur mal eine Vermutung: Eventuell sind nicht Spannungsspitzen das Problem,
sondern ein zu hoher Einschaltstrom wenn der Motor anläuft.

Lösungsvorschläge, falls das zutrifft:

- Per Software langsam hochfahren
- Stärkeren Triac
- Serienwiderstand ca. 5 Ohm/ 5 Watt zum Motor.

Gruss,
Stefan

[Falko Jahn]

Post by Stefan Heimers
Nur mal eine Vermutung: Eventuell sind nicht Spannungsspitzen das Problem,
sondern ein zu hoher Einschaltstrom wenn der Motor anläuft.
- Per Software langsam hochfahren
- Stärkeren Triac
- Serienwiderstand ca. 5 Ohm/ 5 Watt zum Motor.
Gruss,
Stefan

Ja, hab ich auch schon vermutet....hab eben noch mal den Strom zum
Motor über einem 1R Widerstand gemessen. Konnte eine Strom von bis zu
14A erkennen, weiß nicht genau wie lange...denke für eine Sinuswelle..
(nicht so einfach zu sehen mit meinem Oszi)...aber im Datenblatt des
Triacs steht was von 80A peak (20ms)..kann das trotzdem das Problem
sein?? Was denkst Du?

Gruß
Falko

[Udo Piechottka]

Post by Falko Jahn
Habe in einer neuen Steuerung unter anderem eine
Phasenanschnittsteuerung, die einen Lüfter Motor (induktive Last)
steuert.
http://www.ecs-online.org/PRJ101_1_06_1.JPG
anschauen.
Das Problem ist das der Triac immer mal wieder ohne ersichtlichen
Grund ausfällt. Bei der Last handelt es sich um einem 230V Motor, der
etwa 1A im Normalbetrieb zieht.

Was soll der Kondensator parallel zum Triac? Im Falle einer Fehlzündung
(gut möglich bei Transienten, die den Nulldurchgang falsch detektieren
lassen) liegt an diesem eine recht hohe Spannung, die ungebremst vom
Triac kurczgeschlossen wird. Der Stromanstieg wird durch die Drossel
begenzt, aber gerechnet hast du die Beschaltung vermutlich
nicht.Üblicherweise besteht die Snubberbeschaltung aus R+C.

- Udo

[Falko Jahn]

Post by Udo Piechottka
Was soll der Kondensator parallel zum Triac? Im Falle einer Fehlzündung
(gut möglich bei Transienten, die den Nulldurchgang falsch detektieren
lassen) liegt an diesem eine recht hohe Spannung, die ungebremst vom
Triac kurczgeschlossen wird. Der Stromanstieg wird durch die Drossel
begenzt, aber gerechnet hast du die Beschaltung vermutlich
nicht.Üblicherweise besteht die Snubberbeschaltung aus R+C.

Ja, das klingt logisch...hab gedacht ein Entstörkondensator an der
Stelle kann nicht schade...
die Problematik war mir nicht bewußt...wird gleich mal ausgebaut.

Ist es sinnvoll den Kondensator (und evtl. den Varistor R5) paralell
zum Motor zu legen???

Gruß
Falko

[Rolf_Bombach]

Post by Udo Piechottka

Post by Falko Jahn
http://www.ecs-online.org/PRJ101_1_06_1.JPG
Das Problem ist das der Triac immer mal wieder ohne ersichtlichen
Grund ausfällt. Bei der Last handelt es sich um einem 230V Motor, der
etwa 1A im Normalbetrieb zieht.

Was soll der Kondensator parallel zum Triac? Im Falle einer Fehlzündung
(gut möglich bei Transienten, die den Nulldurchgang falsch detektieren
lassen) liegt an diesem eine recht hohe Spannung, die ungebremst vom
Triac kurczgeschlossen wird. Der Stromanstieg wird durch die Drossel
begenzt, aber gerechnet hast du die Beschaltung vermutlich
nicht.Üblicherweise besteht die Snubberbeschaltung aus R+C.

Es ist eine Phasenanschnittsteuerung, da ist es normal und
gewollt, dass der TRIAC unter Spannung zündet. Die Schaltung
ist durchaus Industrie-typisch. Die Drossel ist kathodenseitig
(oder MT1 oder wie das bei Triacs heissen mag) eingebaut,
damit gibt es keine dU/dT "Abstrahlung" über das Kühlblech;
Anfänger und Lehrbuchautoren hätten die jetzt anodenseitig
eingebaut :-].

Mir fällt nur auf, dass der C mit 100nF ziemlich an der
oberen Grenze dieses "typischen" ist. Normalerweise 47nF,
eventuell ergänzt mit 100-220nF + 100-330R. Wobei es dann
dem Autor überlassen ist, ob man die 47n und 220n in Serie
nimmt und den R über den 47n nimmt oder was paralleles aufbaut.

Ebenso scheint mir die Drossel mit 10u mindestens um einen
Faktor 10 unter dem üblichen zu sein. Für dI/dT mag das langen,
aber wie du schriebst, steigt da der Strom aus dem C kommend
doch auf hässliche 6A und mehr. Und schnell. Der Motor
als Induktivität ist da kein Problem. Ansonsten ist die
Schaltung schon OK, da wurden ähnliche schon in k-Stückzahlen
verkauft ohne solche Probleme.

Mein Tip: Deutlich grössere Drossel.

[Udo Piechottka]

Post by Rolf_Bombach

vermutlich nicht.Üblicherweise besteht die Snubberbeschaltung aus R+C.

Es ist eine Phasenanschnittsteuerung, da ist es normal und
gewollt, dass der TRIAC unter Spannung zündet. Die Schaltung

Die Spannungs ist ja auch nicht das
Problem...

Post by Rolf_Bombach
ist durchaus Industrie-typisch. Die Drossel ist kathodenseitig
(oder MT1 oder wie das bei Triacs heissen mag) eingebaut,
damit gibt es keine dU/dT "Abstrahlung" über das Kühlblech;
Anfänger und Lehrbuchautoren hätten die jetzt anodenseitig
eingebaut :-].
Mir fällt nur auf, dass der C mit 100nF ziemlich an der
oberen Grenze dieses "typischen" ist. Normalerweise 47nF,
eventuell ergänzt mit 100-220nF + 100-330R. Wobei es dann
dem Autor überlassen ist, ob man die 47n und 220n in Serie
nimmt und den R über den 47n nimmt oder was paralleles aufbaut.
Ebenso scheint mir die Drossel mit 10u mindestens um einen
Faktor 10 unter dem üblichen zu sein. Für dI/dT mag das langen,
aber wie du schriebst, steigt da der Strom aus dem C kommend
doch auf hässliche 6A und mehr. Und schnell. Der Motor
als Induktivität ist da kein Problem. Ansonsten ist die
Schaltung schon OK, da wurden ähnliche schon in k-Stückzahlen
verkauft ohne solche Probleme.

Ich komme bei der Überlegung, dass der
Kondensator zum Zündzeitpunkt auf
sqrt(2)*230V geladen ist, theoretisch
auf über 32A (Energiebilanz). Das wird
weder dem Kondensator noch dem Triac
schmecken...
Ich halte es für kein gutes Design wenn
Bauelemente unnötig mit derart hohen
Impulsbelastungen beansprucht werden.

Mir fällt spontan auch keine weitere
Möglichkeit ein, noch weitere Varistoren
zu plazieren.

Post by Rolf_Bombach
Mein Tip: Deutlich grössere Drossel.

Ja.

- Udo

[Rolf_Bombach]

Post by Rolf_Bombach
Ebenso scheint mir die Drossel mit 10u mindestens um einen
Faktor 10 unter dem üblichen zu sein. Für dI/dT mag das langen,
aber wie du schriebst, steigt da der Strom aus dem C kommend
doch auf hässliche 6A und mehr. Und schnell. Der Motor
als Induktivität ist da kein Problem. Ansonsten ist die
Schaltung schon OK, da wurden ähnliche schon in k-Stückzahlen
verkauft ohne solche Probleme.

Ich komme bei der Überlegung, dass der Kondensator zum Zündzeitpunkt auf
sqrt(2)*230V geladen ist, theoretisch auf über 32A (Energiebilanz). Das
wird weder dem Kondensator noch dem Triac schmecken...

Ich habe einen typischen Halbleiter angenommen, mit Innenwiderstand.

Ich halte es für kein gutes Design wenn Bauelemente unnötig mit derart
hohen Impulsbelastungen beansprucht werden.

ACK. Ausserdem wäre der Snubberkreis mit der angegebenen Drossel
total unterdämpft, sodass noch eine zeit lang HF kursiert.

Mir fällt spontan auch keine weitere Möglichkeit ein, noch weitere
Varistoren zu plazieren.

:-)
Erinnert mich allerdings an ältere Spectra-Physics Ionenlaser.
Da waren ebenfalls Unmengen an Varistoren, Z-Dioden und ähnliches
eingebaut. Im Nachfolgemodell dann nicht mehr. Im Nachfolgemodell
des Nachfolgemodells waren sie dann wieder drin...

[Marcus Woletz]

Hallo Falko,

also beim kurzen Anschauen Deiner Schaltung gefällt mir C33 nicht.
Der sollte an MT1 und MT2 liegen und einen R in Reihe haben.
Nur ein Schuss ins Blaue:
Könnte nicht die Kombination aus L5 und C33, geschaltet über Deinen
Triac, als Schwingkreis agieren und irgendwas "böses" tun.
Oder Spannungsspitzen des Motors, die wieder über C33 und L5
unterschiedlich auf den Triac wirken. Wie gesagt, nur ein Bauchgefühl.


Falko Jahn schrieb:

[...]

Post by Falko Jahn
Danke für alle Antworten
Gruß
Falko

[Mark]

Post by Falko Jahn
Habe in einer neuen Steuerung unter anderem eine
Phasenanschnittsteuerung, die einen Lüfter Motor (induktive Last)
steuert.
Jetzt gehen mir so langsam die Ideen aus....

Mehr eine Idee als ein Tip. Ist eine
Vollwellensteuerung(Schwingungspaket) nicht sinnvoller als ein
Phasenanschnitt bei ohmsch-induktiver Last? Ich weis nicht wie die
Steuerung aussieht, aber im einfachsten fall müsste man doch nur
umprogrammieren. Dann wäre auch gleich das Problem mit den Oberwellen
gelöst.

MfG
Mark

[Rolf_Bombach]

Post by Mark
Mehr eine Idee als ein Tip. Ist eine
Vollwellensteuerung(Schwingungspaket) nicht sinnvoller als ein
Phasenanschnitt bei ohmsch-induktiver Last? Ich weis nicht wie die
Steuerung aussieht, aber im einfachsten fall müsste man doch nur
umprogrammieren. Dann wäre auch gleich das Problem mit den Oberwellen
gelöst.

Gibt dann nen fetten Motorrad-Sound? wwwrrrrmmm...wwwrrrrmmm...

[Falko Jahn]

Post by Rolf_Bombach

Post by Mark
Mehr eine Idee als ein Tip. Ist eine
Vollwellensteuerung(Schwingungspaket) nicht sinnvoller als ein
Phasenanschnitt bei ohmsch-induktiver Last? Ich weis nicht wie die
Steuerung aussieht, aber im einfachsten fall müsste man doch nur
umprogrammieren. Dann wäre auch gleich das Problem mit den Oberwellen
gelöst.

Gibt dann nen fetten Motorrad-Sound? wwwrrrrmmm...wwwrrrrmmm...
--
mfg Rolf Bombach

Ja, stimmt hatte ich mal ausprobiert...klingt wirklich so!
@Udo..ja der Kondesator erzeugt tatsächlich starke Strom Störimpulse,
habe jetzt mal direkt am Beinchen des Triacs den Strpm gemessen (über
1R Widerstand) und hab impule von etwa 8A bei jedem Zünden gesehen.

So wir sind jetzt 30 Baugruppen an umbauen....

.. Kondensator C33 enfernt
.. Triac BT139/800 (16A statt 8A rms)
.. und neue Software mit dem von Stefan vorgeschlagenen Sanftanlauf


ich berichte dann mal obs geholfen hat, wenn nicht dann versuche ich
als nächste Snubber Glied + größere Drossel

Gruß
Falko

[Mark]

Post by Falko Jahn

Post by Rolf_Bombach

Post by Mark
Mehr eine Idee als ein Tip. Ist eine
Vollwellensteuerung(Schwingungspaket) nicht sinnvoller als ein
Phasenanschnitt bei ohmsch-induktiver Last? Ich weis nicht wie die
Steuerung aussieht, aber im einfachsten fall müsste man doch nur
umprogrammieren. Dann wäre auch gleich das Problem mit den Oberwellen
gelöst.

Gibt dann nen fetten Motorrad-Sound? wwwrrrrmmm...wwwrrrrmmm...
--
mfg Rolf Bombach

Ja, stimmt hatte ich mal ausprobiert...klingt wirklich so!

Jetzt, wo Ihr es sagt, leuchtet es mir auch ein. 50Hz sind wohl etwas
wenig dafür.
Aber Motoradzeit ist ja gerade am Anlaufen...:-)

Mark

[Rolf_Bombach]

Post by Falko Jahn
So wir sind jetzt 30 Baugruppen an umbauen....
... Kondensator C33 enfernt

Hätt ich gelassen, eventuell etwas kleiner. Die Drossel
ist einfach etwas knapp dimensioniert.

Post by Falko Jahn
... Triac BT139/800 (16A statt 8A rms)
... und neue Software mit dem von Stefan vorgeschlagenen Sanftanlauf
ich berichte dann mal obs geholfen hat, wenn nicht dann versuche ich
als nächste Snubber Glied + größere Drossel

C33 und Drossel, zusammen mit der Lastresistanz, sind der Snubber.

[Jorgen Lund-Nielsen]

Post by Falko Jahn
Habe in einer neuen Steuerung unter anderem eine
Phasenanschnittsteuerung, die einen Lüfter Motor (induktive Last)
steuert.
http://www.ecs-online.org/PRJ101_1_06_1.JPG
anschauen.

Ist der Gate-Anschluss auf der falschen Seite eingezeichnet oder
Liegt die Last tatsächlich an A1 des Triacs?

Jorgen

[Marcus Woletz]

Hallo,

Jorgen Lund-Nielsen schrieb:
[...]

Post by Jorgen Lund-Nielsen
Ist der Gate-Anschluss auf der falschen Seite eingezeichnet oder
Liegt die Last tatsächlich an A1 des Triacs?

denkst Du, es könnte Probleme mit den Quadranten geben?

Post by Jorgen Lund-Nielsen
Jorgen

ciao

Marcus

[Falko Jahn]

Post by Marcus Woletz
Hallo,
[...]

Post by Jorgen Lund-Nielsen
Ist der Gate-Anschluss auf der falschen Seite eingezeichnet oder
Liegt die Last tatsächlich an A1 des Triacs?

denkst Du, es könnte Probleme mit den Quadranten geben?

Post by Jorgen Lund-Nielsen
Jorgen

ciao
Marcus

Ja, die Last ist über die Drossel an A1 angeschlossen, stellt das ein
Problem dar?????
Habe das mit den ver. Quadranten noch nie richtig verstanden...
Vielleicht kann mir das mal jemand erklären....Gruß Falko

[Rolf_Bombach]

Post by Falko Jahn
Ja, die Last ist über die Drossel an A1 angeschlossen, stellt das ein
Problem dar?????
Habe das mit den ver. Quadranten noch nie richtig verstanden...
Vielleicht kann mir das mal jemand erklären....Gruß Falko

Da der Zündstrom vom A2 kommt, hat er jedesmal die richtige
Polarität. Der Triac zündet dann im optimalen Quadranten.

[Rolf_Bombach]

Post by Jorgen Lund-Nielsen
Ist der Gate-Anschluss auf der falschen Seite eingezeichnet oder
Liegt die Last tatsächlich an A1 des Triacs?

Die Last liegt in Serie mit Stromversorgung und Last. Dass
sie hier optisch bei A1 angeordnet aussieht, ist vorerst
psychologisch. Der Optokoppler muss gegen A2 gehen, sonst
kommt kein Zündstrom zustande. R104 verhindert das Schlimmste.

A1-Seitige Verdrosselung hat den Vorteil geringerer
Störstrahlung ab Kühlkörper und ist industrieüblich.