Validar circuito Triac

Question

Estoy diseñando un dispositivo para cambiar de un dispositivo de calefacción impulsado por la red eléctrica. He hecho un montón de investigación y darse cuenta de que hay mucha información por ahí, pero como yo estoy tratando potencialmente mortal AC me gustaría validar mi diseño antes de realizar el pedido de los Pcb. Esta es mi primera vez trabajando con la red, así que por favor asuma que yo no sé nada :)

Requisitos:

• Interruptor de un dispositivo de calefacción (= resistiva) carga, de hasta 1000W
• Compatible con 110-240V, 50 y 60 hz
• Impulsado por 5v MCU (ATMega328)
• No hay necesidad de pasar reglamentos, etc, pero tiene que estar absolutamente seguro
• edit: la Conmutación de la velocidad de aprox una vez cada 5 seg

He aquí el esquema:

Notas:

• D8 es el MCU pin
• La resistencia entre el optoacoplador y el triac es un 1/4W a través del agujero de la resistencia, los otros 0603
• 5A fusible de acción rápida de
• Los dos 330 resistencias en serie están ahí para mantener la lista de materiales más simples
• El triac de los conmutadores de la red neutral

Preguntas:

• Primero de todo: ¿hay algo aquí que me haya olvidado o pasado por alto?
• El disipador de calor en el triac es un poco confuso para mí. He calculado un valor máximo de 10 c/W, es esta multa? Mi cálculo es: (temperatura máxima - temperatura de la habitación)/(max en el escenario de tensión * (mili amperios / voltaje)) - cruce a la base de la resistencia ((110-25)/(1.65*(1000/230))-1.5 = ~10.35). ¿Significa esto que el triac será en 110c todo el tiempo, parece un poco alto para mí?.. Lo ideal sería tener un pequeño disipador de calor, así que espero que esto está mal :)
• El acoplador óptico es la fase aleatoria. La fase sólo es importante para la decoloración de las luces, etc, ¿verdad? ¿La fase más importante para un dispositivo de calefacción?
• Es un amortiguador de circuito necesario? Por lo que entiendo esto sólo es necesario para la carga inductiva?
• La mayoría de este circuito es que en el fondo de un 2 capa de 1.6 mm junta con otros componentes min 4 mm de distancia en la parte superior. Por lo que entiendo que la distancia fuga debe min 6 mm, pero es la misma con la junta entre ambos?

Tengo que pedir las piezas de todos modos, así que si tienen sugerencias para el intercambio de componentes que está muy bien.

Hojas de datos:

• Optoacoplador (MOC3023M): http://www.farnell.com/datasheets/94947.pdf
• Triac (BT138-600): http://www.farnell.com/datasheets/1651175.pdf

Algunos otros consejos o trucos son muy apreciados también!

ACTUALIZACIÓN

Después de los consejos que aquí he cambiado el fusible para vivir (parece obvio, ahora..) y se añade el amortiguadores. Actualizado esquema:

Answer 1

Me estoy poniendo esto como una respuesta, como mi comentario parece ser enterrado en la lista.

¿Por qué están cambiando (y de fusión) neutral? Que no es seguro. El calentador se han tensión de la red sobre él, incluso cuando 'off'.

Añadir un interruptor mecánico en la red de alimentación en todo, por supuesto, así que usted sabe para asegurarse de que todo está encendido o apagado.

A lo largo de esas mismas líneas, la ruta de tierra en el lado de baja tensión deben ser sólidos a la red de tierra. Imagina qué pasaría si a un perro callejero poco de alambre o lo que sea cae a través de la opto-aislador. Será a prueba de fallos? O para poner el lado de baja tensión de la red potencial? Desea a prueba de fallos, soplando el fusible.

Answer 2

El amortiguador se recomienda por varias razones.

• Reducir la amplitud de la tensión de conmutación de inductancia parásita. ( Salida), lo que reduce el estrés de voltaje en el nivel de desagregación de los Triac. Cada vez que usted está de conmutación de líneas largas, que son el cambio de inductancia. El OPto ha recomendado amortiguador de diseño. Utilice uno igual en el Triac.

• Reducir a la línea de la espiga de dv/dt mediante inductancia de la línea y del amortiguador de la tapa para evitar falsas de disparo de triac.

No hay ningún problema de conducción, tanto el indicador de LED y LED IR en paralelo como el MCU serán de origen o en el fregadero de 20mA y la Opto sólo necesita 10 ma a cambiar de forma fiable.

Sin embargo, no hay necesidad de conducir el LED en paralelo cuando se utiliza un regulador de 5V.

- Drop voltage in the MCU driver is ~0.6V at 10mA and **~0.8V@20mA** ( hint search thru the pdf for VOH ) 
- drop voltage for "most" RED LEDs is ~1.3V @10mA, ~1.4V@20mA
- drop voltage for the IR LED used in the Opto is 1.2V @10mA and 1.3V @ 20mA
- so choose your drive current 10 ~ 20mA, add up the drops and choose a single R instead of 3 x 330.
- e.g.add up all drops above,  **0.8 + 1.4 + 1.3 + 20mA*Rs = 5V**  
- thus Rs = 1.5/20mA = **75 ohm**  ( 30mW)
- or   0.6 + 1.3 + 1.2 + 10mA*Rs = 5V   or Rs  = 1.9/10mA = **190 Ohm** ( 19mW)

Mantener >> 5mm de seguridad de la brecha entre la CA y CC de pistas utilizadas por el Optoacoplador.

Es su 5V flotante o suelo de la AC? No se requiere. pero para EMI reawsons usted puede necesitar un filtro para evitar la entrada de entrar en el MCU las señales de los sensores en la línea de entrada de CA con filtro LC y tal vez una pequeña CA tapa de la DC a AC suelo. Usted no quiere que su horno de conmutación para entrar en el MCU señales. Las cuentas de ferrita a veces se utilizan en líneas conmutadas.

Si el total de Rth j-a es de 10'W significa que el triac se tostado 110'C cuando se activa después de la constante térmica de tiempo que depende de la masa y la velocidad del AIRE. Yo sugeriría que se aproxima a 5 'C/W para su disipador de calor y agregar el conector Rj-c del triac para obtener thermnal resistencia. también el uso de un poco de grasa con un pequeño disipador de calor.

Answer 3

1. Probablemente es más seguro tener D8 unidad de un pequeño MOSFET para controlar el fotodiodo en lugar de confiar en la capacidad de abastecimiento de la GPIO pin de la misma. Usted también debe proporcionar un poco más que el mínimo absoluto de 5mA, citado por la hoja de datos.

2. Los fusibles siempre deben estar en la línea - no sólo en el neutro. (La fusión de ambos es correcto). Si el fusible sólo el neutro, usted todavía tiene un camino de línea a tierra, ya que en la mayoría de las jurisdicciones, el neutro está conectado a tierra en algún lugar. Peligroso y potencialmente letal.

3. Su calentador de carga es más probable inductivo en la naturaleza, entonces usted debería considerar la posibilidad de la resistencia-condensador-resistencia de la puerta esquema se muestra en la página 6 de la hoja de datos para desensibilizar la puerta. Usted siempre puede no llenar el condensador más adelante, si usted no lo necesita.

4. El dispositivo (sin disipador de calor) tiene un cruce-a-ambiental de la resistencia de 60 K / W. Desde su 1000W calentador de dibujar alrededor de 4.34 Una de corriente cuando el triac está llevando a cabo, a 230VAC que s ~7W - en 100VAC es más como un 16,5 A. definitivamente Se necesita un disipador de calor :)

Answer 4

Estoy diseñando un circuito similar.

La única cosa que falta de este circuito es un transil para proteger el triac de picos de sobrevoltaje para que no sea dañado por el exterior de los transitorios.

Ver - http://www.st.com/st-web-ui/static/active/cn/resource/technical/document/application_note/CD00022856.pdf

También sería posible utilizar un MOV pero esto parece más elegante.