ใช้ RC snubber กับ triac การออกแบบนี้ปลอดภัยหรือไม่ (รวมการจำลอง)


12

ฉันกำลังออกแบบสวิตช์ ac สำหรับมอเตอร์เครื่องซักผ้า ไม่มีการควบคุมความเร็วตั้งใจเพียงสวิตช์เพื่อเปิดมอเตอร์เป็นเวลา 10 วินาทีและปิดเป็นเวลา 10 วินาที ฉันใช้ไดรเวอร์ triac ที่ตรวจจับไม่ได้ MOC3063 และ triac BT137-600E แนะนำให้ใช้วงจรนี้ในแผ่นข้อมูล MOC3063 (ฉันเปลี่ยน triac เป็น BT137): ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันพบรูปแบบของมอเตอร์สังเกตุ:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันยังไม่ได้ใช้การออกแบบนี้และฉันกำลังทดลองกับค่าโดยใช้ตัวจำลองวงจร ฉันใช้วงจรต่อไปนี้เพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากไม่มี snubber (เพื่อความเรียบง่าย triac ได้ถูกแทนที่ด้วยสวิตช์): (เพิ่ม http: ที่จุดเริ่มต้นของลิงก์รูปภาพ)

สวิตช์ตัดการเชื่อมต่อหลังจาก 160ms ผลของการจำลองแสดงให้เห็นถึงการขัดขวาง 250000V!:

ตอนนี้ฉันใช้วงจรกับ snubber:

แรงดันไฟฟ้าที่นำมาจากสถานที่เดียวกันแสดง:

ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่า snubber ลดแรงดันไฟฟ้าจาก 250000 เหลือ 2,000 โวลต์ และ dv / dt นั้นประมาณ 40v / us ซึ่งต่ำกว่า triac Rated dv / dt ซึ่งคือ 50v / us

คำถามที่ 1: ฉันคำนวณ dv / dt โดยการหารแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสไปค์ตามเวลาที่ใช้สไปค์ที่จะไปถึงค่าสูงสุด (~ 2000v / 50us) ถูกต้องหรือไม่ ฉันสามารถได้ค่าที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าขึ้นอยู่กับส่วนของความชันที่ฉันคำนวณนี้ dv / dt ที่ฉันได้รับมีความน่าเชื่อถือหรือไม่?

คำถามที่ 2: สมมติว่าฉันได้รับ dv / dt อย่างถูกต้องในคำถามที่ 1 ตอนนี้ triac สามารถจัดการ dv / dt ได้ แต่จะสามารถจัดการสไปค์ 2000v ได้หรือไม่ มันมีแรงดันพังทลายหรือไม่? ฉันไม่เห็นอะไรเลยในแผ่นข้อมูลยกเว้น "แรงดันไฟฟ้าดับสูงสุดซ้ำ" ซึ่งเป็น 600 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดครั้งเดียวที่ triac สามารถจัดการได้ขณะอยู่ในสถานะปิดคืออะไร

คำถามที่ 3: การจำลองแสดงให้เห็นว่าเกือบทั้งหมดของแรงดันไฟฟ้าขัดขวาง (2000v) ปรากฏขึ้นในตัวเก็บประจุ snubber และตัวต้านทาน snubber เห็นเพียง 20 โวลต์ (เสียงเรียกเข้า) ดังขึ้น ฉันควรใช้ตัวเก็บประจุชนิดใดเพื่อจัดการกับแรงดันไฟฟ้านี้และระดับแรงดันไฟฟ้าใด ฝา 600v สามารถจัดการเข็มครั้งเดียวนี้ได้หรือไม่?

คำถามที่ 4: พลังงานที่กระจายไปในตัวต้านทานจะแสดงอยู่ด้านล่าง (โปรดจำไว้ว่าเมื่อ triac ปิดการทำงานจะยังคงปิดเป็นเวลา 10 วินาที) ฉันควรใช้ตัวต้านทานชนิดใด (วัตต์ที่สามารถจัดการได้) และฉันจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอน (ซึ่งมักใช้ในสนูเบอร์เบอร์) หรือตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนปกติจะเพียงพอหรือไม่

คำถามที่ 5: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันแทนที่ตัวเก็บประจุ 10nf snubber ด้วยตัวเก็บประจุ 100nf ถ้าฉันทำเช่นนี้เข็มแรงดันไฟฟ้าจะลงไปเกือบ 600 โวลต์ (ดูรูปด้านล่าง) และฉันจะอยู่ในด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทั้งหมด (dv / dt, แรงดันขัดขวาง, แรงดันตัวเก็บประจุ) เหตุใดฉันจึงไม่ควรใช้ 100nf เหตุใดแผ่นข้อมูลของ MOC3063 แนะนำ 10nf แต่การจำลองกำลังแสดงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมากเมื่อใช้ 100nf cap

ขออภัยสำหรับการโพสต์ที่ยาวนานและคำถามมากมาย แต่ฉันต้องเข้าใจสิ่งนี้จริงๆ

คำตอบ:


3

การจำลองของคุณนั้นมองโลกในแง่ร้ายเกินไปเพราะคุณกำลังเปิดสวิตช์ที่แรงดันไฟฟ้าศูนย์ เนื่องจากอุปนัยของโหลดของคุณ (มอเตอร์) สิ่งนี้สอดคล้องกับการไหลของกระแสสูงสุดเกือบ

ในความเป็นจริง Triac ของคุณจะดำเนินการจนถึงปัจจุบันศูนย์ข้ามเวลาที่จะมีการใช้พลังงานน้อยมากเก็บไว้ในการเหนี่ยวนำของโหลด


@ Dave Tweed: ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งที่คุณพูดนั้นถูกต้อง แผ่นข้อมูลกล่าวว่า MOC3063 เป็นเครื่องตรวจจับข้าม "zero-voltage" ไม่ใช่: การข้ามเป็นศูนย์ "ปัจจุบัน
hadez

1
ใช่ที่ถูกต้อง. MOC3063 จะยิง triac ที่ศูนย์แรงดันไฟฟ้าข้าม โดยไม่คำนึงถึง triac เองจะยังคงดำเนินการต่อไปจนกว่ากระแสโหลดจะลดลงต่ำกว่าค่าที่ถือในปัจจุบัน
Dave Tweed

ตกลง. ขอบคุณที่เป็นประโยชน์จริงๆ (เป็นครั้งแรกที่ฉันใช้ triacs) ดังนั้นตอนนี้สถานการณ์จำลองที่เลวร้ายที่สุดสำหรับการจำลอง (และการนำไปใช้) คืออะไร? triac มีกระแสไฟสูงสุด 20mA และกระแส 35ma ฉันควรหาเวลาที่กระแสถึง 35mA แล้วปิดสวิตช์ในเวลาที่แน่นอนและดูผลลัพธ์ นี่เป็นสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุดหรือไม่?
hadez

2
คุณสามารถทำสิ่งนั้นได้หรือคุณเพียงแค่วางโมเดลทรัคจริงลงในแบบจำลองของคุณ
Dave Tweed
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.