Dimmer TRIAC, ajuda no design de circuitos (carga resistiva)

Ok pessoal, fui encarregado de criar um sistema de controle de escurecimento da luz para uma lâmpada de calor de 240V dissipando em torno de 250W . Preciso ajustar a saída de calor na lâmpada pelo controle de um microprocessador.

Estou desenvolvendo um SoC baseado em 8051 com circuitos de RF e alguns sensores e atuadores. Basicamente, é um nó em uma rede de sensores sem fio. Eu deixei todos os outros componentes de fora.

Eu sou principalmente um cara de software, então talvez precise de ajuda aqui. Perdoe minha linguagem e se eu levantar questões fundamentais, não tenho muita experiência com isso.

Estou pensando em um design como este para o circuito dimmer:

.. e eu tenho algumas perguntas :) Marquei caixas vermelhas com números correspondentes às perguntas:

1)

• Esta é uma maneira sensata de dirigir um triac? O resistor no pino 6 deve ter uma potência mais alta. Como 5W ou algo que eu acho.
• A perna GPIO pode fornecer até 500mA, por isso deve ser suficiente acionar a porta do transistor, certo?
• E principalmente qualquer transistor eu aceito.

2)

Não sei quão indutiva é a lâmpada de calor ou como sua resistência muda com a temperatura. Quero fazer uma estimativa de como o triac deve ser especificado.

• 240VAC (rms) seria ~ 340VAC (pico2pico), então a tensão máxima de isolamento de 400V deve ser suficiente, não?
• Uma classificação máxima de corrente de surto de 4A deixaria alguma sobrecarga, eu diria, mas não tenho certeza do quanto preciso. Estou assumindo que uma partida do frio possa consumir muita corrente - devo instrumentar para ter certeza? Não tenho outros dados sobre a lâmpada de calor além da sua classificação para 250W máx.

3)

• Estou entendendo corretamente que esse é o snubber?

Encontrei alguns tópicos que me ajudaram, mas gostaria de um comentário. Eu li estes:

• Problema com o circuito triac dimmer
• Verificação de sanidade no design do amortecedor
• Por que desprezar um optoisolador?
• É necessário um diodo de proteção em um acoplador óptico TRIAC e para quê?

• Como usar um acoplador phototriac para acionar o triac principal?

• http://www.nxp.com/documents/application_note/AN_GOLDEN_RULES.pdf

TL; DR: Estou longe do esquema? Alguma ajuda para estimar a classificação dos componentes também seria agradável :)

Primeiro, se você estiver controlando um elemento de aquecimento, não precisará de um amortecedor.

Segundo, seguro é um termo relativo. Se por segurança você está perguntando se ele explodirá e pegará fogo, faça uma descoberta. Se por segurança você quer dizer, eu ou alguém aqui posso lhe dizer que você construiu um circuito seguro, o que significa que você não machucará alguém ... bem, boa sorte em conseguir um compromisso lá. 240 VCA é geralmente considerado tensões inseguras para se mexer, por isso não é aconselhável que alguém lhe dê o prosseguimento.

Aqui está um link que mostra uma nota de aplicação que o ajudará a projetar o circuito.

http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3003.pdf

Conselho de segurança: Mais um comentário, lembre-se de que você precisa lidar com o pico de tensão ao especificar uma peça e lidar com situações de sobretensão e sobretensão que possam surgir da empresa de energia. Portanto, 240 VCA é o valor RMS (médio) e o pico é multiplicado por 2 sqrt de 2 ou 340 volts. Portanto, certifique-se de usar um triac capaz de suportar 600V para um circuito de 240VAC.

Vou adicionar mais algumas coisas:

• 500 miliamperes é muita corrente e deve ser mais do que suficiente para acionar o opto-isolador diretamente, a menos que o uC funcione com uma tensão diferente. Mesmo assim, você provavelmente pode usá-lo como uma pia.

• Se você ainda mantiver o transistor, precisará de um resistor entre o GPIO e a base. B-> E em um transistor opera como um diodo, portanto, ele puxa a corrente que você permitir, enquanto precisa apenas de alguns miliamperes para fazer seu trabalho. Verifique as folhas de dados, mas algo como 1k deve ser suficiente para fazer todo o trabalho que você precisa, sem consumir corrente excessiva.

• Lembre-se do comportamento operacional de um TRIAC ao decidir usá-lo dessa maneira. Ele não será desligado até que a tensão CA mude para a polaridade oposta e ultrapasse o zero. Isso significa que você não pode usar o PWM no sentido tradicional, conforme fornecido pelo uC (já que geralmente são dezenas de quilohertz), e terá que assistir você mesmo aos zerocross e contar internamente para acionar o triac. Você pode ter simplificado o diagrama, mas não vi nada para indicar que você está alimentando o sinal de cruzamento zero no seu uC.

Em relação a tensões seguras, é uma boa pergunta. Vejo que as oscilações de tensão na rede elétrica são de até 260 VCA RMS; isso é cerca de 364 VAC de pico. Um TRIAC de 400 V poderia apenas atender a esses requisitos. No entanto, seria aconselhável usar um TRIAC de 600 V, mas estes são mais caros.

Comecei a trabalhar com o escurecimento AC das lâmpadas LED AC e fiz este circuito que usa um temporizador 555 para a detecção de zero.

https://www.dropbox.com/s/l1mweybxcspuqwr/555.png?dl=0

Eu não vi a necessidade de um circuito de amortecedor até agora. Comecei a testar com um cabo mais longo (25m) entre a lâmpada e o dimmer e vi uma tremulação.

Não tenho certeza da importância da cintilação para a lâmpada de aquecimento.

você já pode ter resolvido o problema. seria ótimo ouvir quem foi.

boa sorte.