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Universelle Triac-Stelleinheit

Dieses Gerät lässt sich für zahlreiche Verwendungszwecke einsetzen, zum Beispiel als selbständige Stelleinheit für die Beleuchtung. für Bohrmaschinen oder als Stellglied einer Temperaturregelung.

Wesentliche Vorteile gegenüber den verschiedenen im Handel erhältlichen "Dimmern" sind:

a. Phasenanschnittsteuerung im gesamten Bereich von 0° bis 180°,

b. keine Triggerfehler, die bei einfachen Schaltungen besonders im unteren Stellbereich vorkommen, wie z.B. Hystereseerscheinungen und Triggerung über 3 bis 4 Perioden,

c. Steuerung durch Gleichspannung, vom Netz galvanisch getrennt.

Die Punkte a. und b. werden durch die Erzeugung einer mit dem Netz synchronen 100 Hz‑Sägezahnspannung realisiert. Ein Komparator vergleicht fortlaufend die Sägezahnspannung mit der eingestellten Gleichspannung. Die Triggerung erfolgt, wenn der Momentanwert der Sägezahnspannung mit dem Wert der eingestellten Gleichspannung übereinstimmt. Die Triggerspannung bleibt bis zum Ende der jeweiligen Periode erhalten, so dass auch induktive Belastungen einwandfrei gesteuert werden können.

Punkt c. ist dadurch realisiert, dass die Triggerung über einen Trafo erfolgt.

Das Bild zeigt das Schaltbild der Triac‑Stelleinheit. Transformator Tr1 übernimmt die Stromversorgung. Dieser Trafo besitzt außer einer 24 V ‑ auch eine 180 V-Wicklung. An der 180 V‑Wicklung liegt über R2 ein Brückengleichrichter.

Während beider Netzhalbwellen fließt ein Strom über die Basis‑Emitterstrecke von T1. Der Emitter von T1 liegt dadurch stets ungefähr auf Nullpotential. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass T1 nur während des Nulldurchgangs der Wechselspannung sperrt, so das dann am Kollektor ein Impuls entsteht.

Die hohe Spannung von 180 V und der relativ hohe Kollektorwiderstand R3 bewirken, dass der Impuls sehr kurz und steil ausfällt, Dieser Impuls gelangt über Emitterfolger T2 zur Basis von T3 und steuert diesen kurzzeitig auf.

Transistor T7 und Widerstand R6 bilden eine Konstantstromquelle, die Kondensator C2 auflädt. C2 wird zum Zeitpunkt des Netzspannungs‑Nulldurchgangs über T3 wieder entladen.

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Die Amplitude der erzeugten Sägezahnschwingung hängt vom Wert des Widerstandes R6 ab und beträgt ca. 10 V. T4 und T5 bilden schließlich den bereits erwähnten Komparator; Diode D5 schützt T4 vor gefährlichen Spannungsspitzen.

Ist der Momentanwert der Sägezahnspannung gleich der zwischen den Punkten A und B liegenden, eingestellten Spannung, erfolgt über T6 und Tr2 die Triggerung. Die Sekundärwicklung von Tr2 liefert dann den Triggerstrom an das Triac.

Für Tr2 kann fast jeder Trafo mit einem Innenwiderstand von ca. 400 Ω verwendet werden. Sowohl der über T6 fließende Strom als auch der Gatestrom des Triac sollen ca. 50 mA betragen. Falls dieser größer ist, muss Widerstand R12 (gestrichelt gezeichnet) eingefügt werden.

Hier verwendete man für Tr2 einen Trafo, dessen Primärwicklung für 220 V und dessen Sekundärwicklung für 180 V ausgelegt war. Dabei wurde die 180 V‑Wicklung zum Triac geführt.

Parallel zur Primärwicklung von Tr2 liegt zur Vermeidung von Fehltriggerungen die Diode D6. Der Lastkreis des Triac wurde mit einer einfachen Funkentstörung, bestehend aus L1, C3 und R11 versehen.

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