Separacja galwaniczna w ściemniaczu typu "trailing edge"

[pmochocki]

W XXI wieku każdy może zamieścić filmik w internecie, czy wydać książkę za pomocą szeroko pojętego samopublikowania (ang. self-publishing).  Niestety to na odbiorcę spada teraz obowiązek krytycznego podejścia do wszystkich treści i oceny ich wartości.

Znalazłem następujący artykuł https://www.instructables.com/DIY-Trailing-Edge-Dimmer/ z filmem i muszę przyznać, że bardzo dużo się z niego nauczyłem. Niestety jak zacząłem się przyglądać schematowi to stwierdziłem, że ma on jedną poważną wadę:

Polega ona na tym, że wydaje się, że układ ma pełną separację galwaniczną pomiędzy częścią z napięciem z sieci, a częścią w której użytkownik obsługuje potencjometr.

Mamy wszystkie elementy, które sugerują izolację galwaniczną:

• Przetwornicę AC DC ~220V -> 12V 
• Transoptor CT354A do detekcji przejścia przez zero
• Transoptor 4N35SR2M do sterowania tranzystorami IRF840

Ale to i tak niczego nie zmienia, bo wszystko jest podłączone do wspólnej masy:

Gdy przyjrzymy się filmowi jeszcze raz, należy zwrócić uwagę na pewien szczegół. Autor proponuje swój układ na podstawie "inżynierii odwrotnej" (ang. reverse engineering) pewnego produktu, który ze względów bezpieczeństwa miał wmontowany plastikowy potencjometr:

Wygląda na to, że w swoim prototypie autor, też zastosował potencjometr z plastikową końcówką, ale nigdzie na filmie, czy w artykule, nie wspomina, że taki wybór jest konieczny, ponieważ w przeciwnym przypadku nie ma zapewnionej separacji galwanicznej i podczas awarii może dojść do porażenia prądem.

 

Edytowano Luty 3, 2022 przez pmochocki

[_LM_]

Ja na tym schemacie widzę jeszcze większego babola. Zauważ że kolektor z U5 jest podłączony do 12V z tego samego zasilacza więc nici z izolacji. No chyba że to są dwie opcje tego samego urządzenia 

 

[ethanak]

Jak dla mnie to jeden wielki babol - po to wymyślili optotriaki żeby mieć izolację galwaniczną.

[pmochocki]

6 minut temu, _LM_ napisał:

Ja na tym schemacie widzę jeszcze większego babola. Zauważ że kolektor z U5 jest podłączony do 12V z tego samego zasilacza więc nici z izolacji. No chyba że to są dwie opcje tego samego urządzenia 

Tak zauważyłem.

Myślałem jak "naprawić" ten projekt. I w sumie można zastosować prostą izolowaną przetwornicę DC DC 12 V: https://www.farnell.com/datasheets/3195160.pdf

Zamiast stosować przetwornicę AC 230V -> DC 12V można zastosować  przetwornicę AC 230V -> DC 5V a do sterowania MOSFETów użyć 12V, które można uzyskać z zasilacza beztransformatorowego. Zastanawiam się czy z tym rozwiązaniem byłby jakiś problem...

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[pmochocki]

8 minut temu, ethanak napisał:

Jak dla mnie to jeden wielki babol - po to wymyślili optotriaki żeby mieć izolację galwaniczną.

Dlatego napisałem, że to jest największy problem - układ sugeruje, że ma izolacje a jej nie ma.
Co innego jak widzisz układ i jest oczywiste, że nie ma izolacji galwanicznej...

[ethanak]

Ergo układ jest do rzyci i nie ma sensu zajmowanie się nim.

 

[_LM_]

Ja bym tam zastosował układ triak - optotriak i masz bez kombinacji. Co tak na szybko dowiedziałem się o "trailing edge" to to że zmienia się tylko moment załączenia triaka. Mając układ detekcji przejścia przez zero powinieneś bez problemu dać radę to oprogramować

Chociaż... czekaj triak będzie przewodził od momentu załączenia aż do przejścia przez zero sieci..... No nie to nie zadziała, więc może mosfet w mostku gretza?

Edytowano Luty 4, 2022 przez _LM_
głupotę napisałem

[ethanak]

Dokładnie - uC dostaje informację o przejsciu przez zero, robi zwykłego delaja i daje krótki impuls na optotriaka. Ważne, aby zastosować optotriaka bez detekcji przejścia przez zero bo taki nie pozwala na włączenie w dowolnej chwili.

[_LM_]

No ale pytanie czy włączony triak będzie chciał się wyłączyć przed przejściem przez zero, to nie jest takie klasyczne sterowanie, dlatego napisałem edit-a 

[ethanak]

Na tym polega działanie triaka/tyrystora że się wyłącza tylko przy zaniku zasilania. A ma się nie wyłączyć wcześniej, tylko później włączyć. Zabawa z mostkiem jest dobra przy sterowaniu zwykłym tranzystorem (takie były przy sterowniku silników napędu talerzy w magnetofonach studyjnych).

Owszem, można wrzucić mosfeta w mostek i sterować pwm - tylko po co?

[_LM_]

Po to:

 

mówimy o drugim przypadku. Triak nie wyłączy się w połowie sinusa tylko w momencie przejścia przez zero https://rbw.com/blog/leading-edge-vs-trailing-edge-dimming

 

Edytowano Luty 4, 2022 przez _LM_

[_LM_]

Takie coś, trzeba dodać tylko układ sterowania i zasilania bramki.

 

Oczywiście MOS na wyższe napięcie ten na schemacie był pierwszym pod ręką.

Edytowano Luty 4, 2022 przez _LM_

[pmochocki]

20 minut temu, ethanak napisał:

Na tym polega działanie triaka/tyrystora że się wyłącza tylko przy zaniku zasilania. A ma się nie wyłączyć wcześniej, tylko później włączyć.

Ale to nazywa się "leading-edge dimmer" i ma poważny mankament jeśli chodzi o sterowanie LEDów, które ja chciałbym wysterować - GU10. Osobiście nie robiłem jeszcze eksperymentów, ale problem z takimi LEDami jest taki, że na wejściu jest bardzo duża pojemność i ładujesz ją bardzo szybko. Więc takie rozwiązanie zwykle nie działa w różny sposób:

• w ogóle nie widać ściemniania przy małym obcinaniu sinusoidy
• przy dużym obcinaniu sinusoidy żarówka LED zaczyna migać

Ponadto taki "leading-edge dimmer" zabija tą dużą pojemność w na wejściu tego LEDa - I dramatycznie skraca jego żywotność.

 

 

Edytowano Luty 4, 2022 przez pmochocki

[_LM_]

Za to sposób trailing edge zapewne generuje sporo zakłóceń podczas wyłączenia. Ciekaw jestem czy takie ledy można zasilić napięciem stałym sieciowym 325V i takie napięcie kluczować pwm? 

Edytowano Luty 4, 2022 przez _LM_

[ethanak]

Wiesz - zawsze jest możliwość wyłączenia triaka drugim triakiem.