> Wegen der Spannungsfestigkeit sollte man einen TIC206N nehmen.
> N wie Nasenbär. Conrad hat nur den 206D (um 1.1 Euro), da
> wäre mir die Spannungsfestigkeit zu wenig.
Warum soltlen 400V nicht ausreichen ? Upeak sind bei 230V Wechselstrom doch nur √2 * 230V = 325V , da sollten 400V Sperrspannung doch satt reichen. Vorraussetzung ist dann natürlich ein geeignetes Snubberglied zwischen den Anoden des Triacs. Zur Dimensionierung siehe ht tp://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25.1
> Nimm besser TIC 226 N Best.-Nr.: 153354 um €1.8, der hält 8A aus,
> da kann man auch mal was stärkeres anhängen und du hast nie Probleme.
Wie wahr, wie wahr. 70ct Mehraufwand für ein sorgenfreies Schalten ;) Solange man nicht Produktdesigner bei einem Billighersteller bestimmt richtig.
> Bei der Temperatur kann ich dir nicht helfen, da muss Theo ran :-)
Aber gerne:
Erstmal zu den Maximalströmen. Triacs sind robuste Burschen, 4A Dauerstrom "Full-cycle RMS on-state current" gehen bis 85°C Gehäusetemperatur. Das wären bei 23V etwa 4A * 230V = 920W maximale Last.
Die Peakströme von 25/30A sollten für übliche Zwecke (Lampen, Motoren) sicherlich ausreichen.
Nun aber zur tatsächlichen Belastbarkeit. Die 4A Maximalstrom gelten bis 85°C Gehäusetermperatur, danach bis 110°C 160mA/°C weniger (Seite 1, Note2) Damit ist eigentlich shcon alles gesagt, man belastet bei Maximalstrom (4A) und wenn der Triac zu warm wird, dann macht man den Kühlkörper größer ;)
Aber wie warm wird der Triac ?
Die Temperatur steigt mit der Leistung, die im Triac bleibt. Das sind bei 4,2A maximal 2,2V (Seite 2: Vtm Peak on-state voltage). Der Triac wird also mit 4,2A * 2,2V = 10 W (Verlustleistungen immer satt nach oben abrunden!) geheizt.
Als nächstes zu den "thermal characteristics" (Seite 2). Ungekühlt gilt die "RqJA Junction to free air thermal resistance": 62,5°C/W. Das bedeutet, daß das Silizium pro 1W Verlustleistung um 62,5 °C wärmer als die Umgebung (Luft) wird. Wenn man mit einem Lüfter auf den Triac pustet, dann ist die Umgebungstemperatur etwa Raumtemperatur, sonst deutlich höher (stehende Luft isoliert erstaunlich gut).
Die "Maximum Junction Temperature" ist im vorliegenden Datenblatt nicht angegeben, aber bei Silizium gilt wohl 125°C als sicherer "Daumenwert" (z.B. Datenblatt vom MAC15-Triac: "TJ Operating Junction Temperature Range –40 to +125 °C" )
Also 20°C Raumpemperatur, sagen wir 35°C eiungbaut in einem Gerät und dann 2W Verlustleistung, also 35°C + 2W * 62,5 °C/W = 160°C rechnerische Junction-Temperatur. Das ist zuviel, ab 125°C brennt der Triac durch :-(
1W geht: 35°C + 2W * 62,5 °C/W = 97,5°C -> OK
2,8W gehen in Sibirien (-55°C mit Lüfter ;-) ) = -55°C + 2,8W * 62,5°C/W = 120°C -> OK
Allgemein rechnet man andersrum: Pmax = (Tj,max - Tamb,max) / Rth
Also bei 35°C im Gerätegehäuse: Pmax = ( 125°C - 35°C ) / ( 62,5 °C/W ) = 1,44 W ==> 1,4W (zulässige Verlustleistungen immer Abrunden !)
Mit einem Kühlkörper hat man dann zwei Wärmewirderstände: Junction -> Case und Case -> Ambient.
Der Wärmewiderstand Junction-Case steht im Datenblatt: "RqJC Junction to case thermal resistance 7.8 °C/W" und
Case->Ambient ist simpel gerechnet der des Kühlkörpers. Nehmen wir passend zum TO220-Gehäuse des TIC206 diesen Kühlkörper mit 25°C/W : www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=C81;GROUPID=3379;ARTICLE=53833;
Die Wärmewiderstände sind vereinfacht "hintereinandergeschaltet", sie verhalten sich wie eine Serienschaltung aus Widerständen. Ihre Werte werden also wie bei der Serienschaltung üblich zum Gesamtwiderstand addiert:
Rth = (RqJC Junction to case) + (Rkühlkörper) = 7,8 °C/W + 25°C/W = 32,8 °C/W => 33 °C/W (bei Wärmewiderständen immer aufrunden!)
Nun wieder in die Leistungsberechnung bei 35°C im Gehäuse einer Geräts und 125°C maximaler Junction(Sperrschicht-) Temperatur:
Pmax = (Tj,max - Tamb,max) / Rth
Pmax = ( 125°C - 35°C ) / ( 33 °C/W ) = 2,72 W ==> 2,7W (zulässige Verlustleistungen immer Abrunden !)
Und daraus der Strom durch den Triac: bei 2,2 V On-state-Voltage sind 2,7W ca. 1,2 A möglicher Strom, denn die Verlustleistung ist dann 2,2V * 1,23 A = 2,7W
Man kann mit dem o.A. Kühlkörper also ca. 1,23A Wechselstrom durch den Triac jagen und kein Problem bekommen.
1,2A durch den Triac sind bei 230V Versorgung etwa 275W im Lastkreis.
Dabei hasbe ich jetzt den "Fehler gemacht", mit der Peak on-state Voltage zu rechnen. Die tritt aber nur wärhrend des Strommaximums durch den Triac auf. Wieviel Spannung im Mittel (RMS) am Triac ansteht kann man nur durch Messung unter Volast bestimmen. Vermutlich ist es weniger (ich schätze 1,5V oder so). Aber mit meiner Dimensionierung bin ich auf der sicheren Seite. Genaue werte, insbesondere im Phaseanschnitt-Betrieb (Dimmer) kann man wohl nur durch Messung ermitteln.
Für die von Kai gefragten 80W Lampenlast rechne ich mit 80W / 230V = 0,35A Laststrom:
Daraus Verlustleistung im Triac 2,2V * 0,35A = 0,77W
Maximaler Wärmewiderstand bei 120°C Junction- und 35°C Umgebungstemperatur (für die Überlegung egal ob mit oder ohne Kühlkörper): Rth,max = (120°C - 35°C) / 0,77W = 110,4 °C/W.
Das bedeutet im Umkehrschluß, daß ich mit 110°C/W oder weniger Wärmewiderstand die Sperrschichttemperatur unter 120°C halten kann.
Damit reicht mir der TIC206 in ungekühlt, denn dann hat sein Gehäuse ja 62,5°C/W und damit weniger Wärmewiderstand als erforderlich. Andersrum: die Sperrschicht wird besser gekühlt als erforderlich und brennt nicht ab :-)
Achtung: Stark erhöhte Umgebungs-Temperaturen beachten. Das kann in schlecht belüfteten Ecken, z.B. ein Dimmer hinter einer 2000W-Lampe, die dicht unter der Decke hängt, ganz erheblich werden.
Dann muß man natürlich mit z.B. Tambient = 80°C im Gerätegehäuse (statt wie oben 35°C) rechnen, wenn man solche rabiaten Umgebungen meistern will. Das ist dannn auch der Grund, warum professionelles Equipment manchmal so enorm überdimensioniert wirkt.
-Theo