Dimmer TRIAC, ayuda de diseño de circuito (carga resistiva)

Bien, muchachos, me encargaron hacer un sistema de control de atenuación de luz para una lámpara de calor de 240V que disipa alrededor de 250W . Necesito ajustar la salida de calor en la lámpara mediante el control de un microprocesador.

Estoy desarrollando un SoC basado en 8051 con circuitos de RF y algunos sensores y actuadores. Básicamente es un nodo en una red inalámbrica de sensores. He dejado todos los demás componentes.

Soy principalmente un tipo de software, por lo que podría necesitar algo de ayuda aquí. Disculpe mi jerga y si planteo preguntas fundamentales, no tengo mucha experiencia con esto.

Estoy pensando en un diseño como este para el circuito dimmer:

.. y tengo algunas preguntas :) He marcado cuadros rojos con números que coinciden con las preguntas:

1)

• ¿Es esta una forma sensata de conducir un triac? La resistencia en el pin 6 debe tener una potencia nominal más alta. Como 5W o algo que supongo.
• La pata GPIO puede suministrar hasta 500 mA, por lo que debería ser suficiente para conducir la puerta del transistor, ¿verdad?
• Y sobre todo cualquier transistor lo haré, lo tomo.

2)

No sé qué tan inductiva es la lámpara de calor o cómo cambia su resistencia con la temperatura. Quiero hacer una estimación de cómo debe especificarse el triac.

• 240 VCA (rms) sería ~ 340 VCA (pico2 pico), por lo que un voltaje de aislamiento máximo de 400 V debería ser suficiente, ¿no?
• Supongo que una clasificación de corriente de sobretensión máxima de 4A dejaría algo de sobrecarga, pero no estoy seguro de cuánto necesito. Supongo que un encendido desde frío podría generar mucha corriente. ¿Debo instrumentarme para estar seguro? No tengo ningún dato sobre la lámpara de calor que no sea su capacidad nominal máxima de 250W.

3)

• ¿Estoy entendiendo correctamente que este es el amortiguador?

Encontré un par de temas que me ayudaron, pero agradecería un comentario. Yo leo estos:

• Problemas con el circuito de atenuación controlado por triac
• Comprobación de cordura en el diseño del amortiguador
• ¿Por qué rechazar un optoaislador?
• ¿Se necesita un diodo de protección en un optoacoplador TRIAC y para qué?

• ¿Cómo usar un acoplador fototriaco para activar el triac principal?

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

TL; DR: ¿Estoy lejos con el esquema? También sería bueno contar con ayuda para imitar la calificación de los componentes :)

En primer lugar, si está controlando un elemento calefactor, no necesita un amortiguador.

En segundo lugar, seguro es un término relativo. Si por seguro estás preguntando si explotará y se incendiará, entonces construye un hallazgo. Si por seguro quieres decir, ¿puedo yo o alguien aquí decirte que has construido un circuito seguro, lo que significa que no lastimarás a alguien ... bueno, buena suerte para conseguir un compromiso allí? 240 VCA generalmente se considera voltajes inseguros con los que meterse, por lo que no es aconsejable que nadie le dé el visto bueno.

Aquí hay un enlace que muestra una nota de aplicación que lo ayudará a diseñar el circuito.

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

Consejo de seguridad: un comentario más, recuerde que debe manejar el voltaje máximo al especificar una pieza y manejar las sobretensiones y situaciones de sobrevoltaje que pueden surgir de la compañía eléctrica. Entonces 240 VAC es el valor RMS (promedio), y el pico es multiplicado por el sqrt de 2, o 340 voltios. Así que asegúrese de usar un triac que pueda manejar 600V para un circuito de 240VAC.

Agregaré algunas cosas más:

• 500 miliamperios es mucha corriente, y debería ser más que suficiente para conducir el optoaislador directamente a menos que el uC funcione a un voltaje diferente. Incluso entonces, probablemente pueda usarlo como fregadero.

• Si aún conserva el transistor, necesita una resistencia entre el GPIO y la base. B-> E en un transistor funciona como un diodo, por lo que extraerá tanta corriente como lo permita, mientras solo necesita unos pocos miliamperios para hacer su trabajo. Verifique las hojas de datos, pero algo como 1k debería ser suficiente para hacer todo el trabajo que necesita sin extraer una corriente excesiva.

• Recuerde el comportamiento operativo de un TRIAC cuando decida usarlo de esta manera. No se apagará hasta que el voltaje de CA cambie a la polaridad opuesta y cruce cero. Esto significa que no puede usar PWM en el sentido tradicional según lo provisto por la uC (ya que generalmente son docenas de kilohercios), y tendrá que observar el cruce de cero usted mismo y contar internamente para activar el triac. Es posible que haya simplificado el diagrama, pero no vi nada que indique que está alimentando la señal de cruce por cero en su uC.

En cuanto a los voltajes seguros, es una buena pregunta. Veo que las oscilaciones de voltaje en la red eléctrica son de hasta 260 VCA RMS; eso es aproximadamente 364 VAC pico. Un TRIAC de 400 V podría cumplir con esos requisitos. Sin embargo, sería aconsejable utilizar un TRIAC de 600 V, pero estos son más costosos.

Empecé a trabajar con la atenuación de CA de las bombillas LED de CA e hice este circuito que utiliza un temporizador 555 para la detección de cero.

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

No vi la necesidad de un circuito amortiguador hasta ahora. Comencé a probar con un cable más largo (25 m) entre la bombilla y el atenuador y vi un parpadeo.

No estoy seguro de cuán importante es el parpadeo para su lámpara de calefacción.

Es posible que ya haya resuelto el problema. Sería genial saber a quién fue.

buena suerte.