4 kwadranten van TRIAC testen

Ik zou voor de luxe een meerdeks draaischakelaar met 4 standen gebruiken. Die de kwadranten laten schakelen. Dan hoef je niet de figulieren met de twee schakelaars.

Verder in de gate lijn 330 Ohm zetten met de extra weerstand parallel om de gatestroom te verhogen. Is wel inderdaad ook een handige uitbereiding.

Met 4 kwadranten bedoeld men inderdaad de gatespanning (/stroom) versus de spanning A1/A2. Tegenwoordig heten die aansluitingen T1/T2.

Merk op dat één van de kwadranten meestal minder gevoelig is dan de andere 3.

Daarom vindt een trafo het ook niet fijn om door een dimmer aangestuurd te worden als net Q1/Q3 of Q2/Q4 in de verschillende gevoeligheden zitten. De trafo verzadigd door een DC offset en als je pech hebt ontploft de boel.

Beste gegevens in de betreffende datasheet erbij pakken.
Sommige triacs zijn 3 kwadrants. Er zijn er ook die wel 4 kwadrants zijn, maar in dat 4e kwadrant moeilijker ontsteken...

Aha, daar ga ik dus de mist in. De kwadranten nummeren tegen de klok in en het gaat om de spanning op T2 (A2, M2) en de Gate spanning. Dus niet zoals bij een SMU om V tegen I.

De reden dat ik kwadranten wilde testen is gewoon uit nieuwsgierigheid. Ik weet dat ze niet altijd 4 kwadrant zijn maar niet welk kwadrant de lastige was. Volgens de datasheet is de BTA26-600 4 kwadrant maar er worden specs voor 1-3 gegeven en apart voor 4.

Ik heb net wat andere triacs getest en die deden het wel in alle kwadranten. Dus heb ik als test 30 ohm parallel met de 100 ohm T2 weerstand gezet (iets van 420 mA) en nu doet de BTA26-600 het wel in alle kwadranten. Ik ga eens verder spelen met wat datasheets erbij. En dan kijken hoeveel mA hold stroom ik max tegen kan komen. Verander in ieder geval die 100 ohm in 30 ohm (of zet z met een schakelaar parallel want de TRIACs die ik meestal tegen kom zijn meer dan 5W.

Ik begon dus vol goede moet om het eerst op te zoeken in Analog SEEKrets en The art of electronics. In beide kon ik niets over TRIACs vinden.

Klopt kwadrant 4 is meestal de ongevoeligste. Simpele dimmers sturen de triac meestal zo aan dat de kwadranten 1 en 3 worden gebruikt.

Een interessant experiment is bij welke gate stroom de triac net ontsteekt dat is belangrijker dan de houdstroom. En dan dat doen in alle kwadranten.

Dat is idd ook een leuke toevoeging, extra banaan-bus zodat ik mijn SMU kan aansluiten. Die kan een gatestroom sweep maken en dat grafisch tonen.

Maar deze triac blijkt goed te zijn, dat is 1 van de 2 onderdelen in een reparatie die ik nog niet uitgebreid getest had. Ik heb hierbij vaker problemen met TRIACs gehad die alleen in 1 kwadrant achter bleven en dan zorgde dat het bad niet boven de 100 graden wilde. Daarom dit testertje gemaakt. Nu dus de triac driver (soort triac-opto) testen.

De tester die ik heb gebouwd is de ELV TT100

https://elektrotanya.com/elv_tt100_thyristor_and_triac_tester.pdf/down…

Die werkt op 12V AC.

Nog een leuke anekdote over triacs aansturen waardoor ik er 30 jaar geleden erachter ben gekomen dat Q4 slecht is:

Wij hadden monitoren die in en uitgeschakeld werden als het PC signaal weg viel. Zeg maar nog de voorloper van de TCO eco norm. De detectie zat op de VGA input.

Intern in de monitor zat een microcontoller circuit met een triac output die de hoofdvoeding van de gehele monitor uitschakelde, inclusief de demagnetisatie spoel. Zelf gevoed door een heel klein low power circuitje uit het net.

Nou die triac werd dus uit de uC gestuurd, altijd met 5V naar de gate. Dus de gate is altijd positief tov A2(T2). Dus of Q1/Q2 of Q3/Q4.

Je voelt hem al aankomen: De monitoren begon na een paar weken allerlei kleurvlekken te vertonen.

Het heeft een tijdje geduurd voor we erachter kwamen dat de triac's dus asymetrisch ontstoken werden en er een hele kleine DC offset de degauss spoel in verdween. Die magnetiseerde weer het schaduwmasker van de beeldbuis en voila de kleurvlekken ontstonden.

Uiteindelijk heeft de monitor fabrikant (Of Philips of Eizo ik weet het niet meer) de problemen op moeten lossen door het triac circuit te veranderen.

Net nog wat gemeten aan een zestal BTA26-600, ze zaten allemaal vlak bij elkaar. Misschien heeft iemand er wat aan.

De gate stroom waarbij hij ontsteekt (330mA T2)
Q1 12 mA
Q2 20 mA
Q3 16 mA
Q4 37 mA

De hold stroom door T2 en de stroom nodig om te ontsteken, het zijn net relais (30 mA is de laagste stroom die ik kon maken zonder mijn hele tester om te bouwen) Gate stroom is hier in de 100mA stand.

fire hold
Q1 <30 34
Q2 85 35
Q3 <30 <30
A4 <30 <30
grappig dat Q 4 het meeste gate stroom nodig heeft maar nauwelijks stroom van T2 stroom

Volgens mij is de gatestroom waarbij hij ontsteekt niet zo interessant en zelfs niet bruikbaar, tenzij in identieke omstandigheden.
Wel leuk als oefening of in een testopstelling.

De datasheet cijfers zijn veel beter en zijn goed in alle omstandigheden.

De grootte van de gatestroom tov de belasting stroom is belangrijker, een hoge gatestroom maakt dat de warmteontwikkeling kleiner is en de triac fysiek in betere conditie blijft.

Op 10 mei 2023 11:49:27 schreef MGP:
Volgens mij is de gatestroom waarbij hij ontsteekt niet zo interessant en zelfs niet bruikbaar, tenzij in identieke omstandigheden.

Dan heb je het blijkbaar niet begrepen/bovenstaande niet geheel gelezen denk ik, de gatestroom is een van de belangrijkste parameters van een triac.
En zeker voor het schakelen van inductieve lasten is het van groot belang dat je de gatestroom maximaliseerd om misfiring en doven van de triac te voorkomen.

Met een reguliere dim schakeling kun je bijvoorbeeld absoluut geen simpel (kortsluit anker) motortje regelen zoals die bijvoorbeeld in een plafond ventilator zitten en dat soort licht spul. Dat is gegarandeerd vuurwerk omdat de triac misfired of dooft op de meest rare momenten, dan verzadigen de motorwikkelingen (door een effectieve DC component) en boem je triac opgeblazen.

Op 10 mei 2023 12:44:44 schreef henri62:
[...] Dan heb je het blijkbaar niet begrepen/bovenstaande niet geheel gelezen denk ik, de gatestroom is een van de belangrijkste parameters van een triac.

Dat is wat schreef, de minimale gatestroom meten heeft geen zin en daar kun je niks mee.

..
En zeker voor het schakelen van inductieve lasten is het van groot belang dat je de gatestroom maximaliseerd om misfiring en doven van de triac te voorkomen.

Heb ik iets anders geschreven misschien?

Op 10 mei 2023 12:44:44 schreef henri62:
En zeker voor het schakelen van inductieve lasten is het van groot belang dat je de gatestroom maximaliseerd om misfiring en doven van de triac te voorkomen.

Daarom wordt er ook vaak een burst signaal gebruikt om een triac aan te sturen bij een inductieve last.

En volgens mij zegt MGP het zelfde als jij.

Interessante thread over triacs; ik lees en leer aandachtig.

--
Inmiddels totaal off topic, maar dit viel me nog op in de startpost:

Op 9 mei 2023 19:52:24 schreef fred101:
[...] bij een voeding betekent:
Q1 = spanning en stroom positief = source
Q2 = spanning positief, stroom negatief = sink
Q3 = spanning negatief, stroom negatief = sink
Q4 = spanning negatief, stroom positief = source

Als je uitgaande stroom positief rekent¹, dan kloppen 1 en 2. (Afgezien van de nummering van de kwadranten, maar dat was al gezegd.)

Maar situatie 3 is dan ook source (denk maar aan een batterijtje omgekeerd op het lampje aansluiten: het lampje brandt evengoed, de batterij sourcet ook dan). En situatie 4 is dan sink.

EDIT: ik merk dat hierover verschillend wordt geschreven.
Als het over echte sources en sinks voor vermogen gaat, klopt wat ik zeg.
Maar er wordt ook vaak over current source en current sink geschreven, en dan klopt natuurlijk wat Fred zegt.
Voor de duidelijkheid zou dan eigenlijk wel het woord 'current' erbij moeten staan.

--
(¹De sim rekent inkomende stroom positief, en uitgaande negatief (net zoals bij verbruikers). Dus als je in de sim bijv. een 5V-bron aansluit op een 1k-weerstand, dan dissipeert de weerstand 5 mW, en de bron −5 mW, doordat de stroom bij de bron negatief wordt gerekend.)

Zijn beide niet van belang ? Als hij pas ontsteekt bij 50 mA en jou driver doet er maar 50 dan hoeft er maar iets te verslechteren en hij doet het niet meer. De max bij de BTA26 is 4A.

Ik moet toch eens wat diepgaande literatuur over die dingen zoeken. Zo raar dat in geen van mijn boeken zelfs maar het woord triac voorkomt. Een SRC wordt even genoemd als crowbar maar meer niet.

Ik dacht dat een triac bij het ontsteken gelijk vol open gaat. Ik had een stroombron als gate en steeds per mA de gate stroom verhoogd. Er komt dan een moment dat de triac ontsteekt en dan loopt er gelijk die 320 mA van T2 naar T1. Volgens de wiki worden ze met een enkele puls ontstoken en bij AC komen ze bij de nuldoorgang weer uit geleiding, logisch want dan loopt er geen stroom. De BTA26 mag een 4A gate current puls hebben. Wat ik me wel kan voorstellen is dat het in geleiding gaan mogenlijk sneller verloopt bij meer gate stroom. Dan zou ik wat stijgtijd metingen moeten doen maar ik heb geen 25A voeding.

Ze noemen bij de BTA26 dat hij werkt in 4 kwadraten of 3 snubberless. Wat moet ik me daar bij voorstellen ? Standaard trekt hij 50 mA gate stroom maar snubberless 35-50 mA. Bij minder dan 50 ontsteekt mogelijk Q4 niet maar wat heeft dat met een snubber te maken ?

FET: ik had het over spanning horizontaal en stroom verticaal en dan wat mijn SMU doet. Mijn beredenering zal dus wel fout zijn. Heel verwarrend want als ik vanuit de SMU kijk dan kan hij alleen sinken als er een externe voeding aan hangt.

Hier staan mooie tekeningen en veel uitleg https://en.wikipedia.org/wiki/TRIAC
De acties (lijnen) zijn genummerd voor diegenen die het niet opmerken, nr1 veroorzaakt nr2 en die veroorzaakt op zijn beurt nr3.

Er moet een soort-van-lawine-effect optreden als de boel ontsteekt. Deels/ op het randje ontsteken is niet fijn voor die dingen: dan kan de overgangsfase langer duren dan gewenst is. Vergelijk het met het langzaam aanzetten van een mosfet: In de overgang tussen I=0 en U=<veel> naar I=<veel> en U= (bijna) 0, daar zit dus I=nietnul en U=nietnul -> er wordt vermogen gedisspieerd. Als dat ding "half" aan zou gaan dan kan die fase veel te lang duren en dus een ongewenste hoeveelheid vermogen kunnen genereren....

REW, ik denk dat dat anders werkt. Als een TRIAC net ontsteekt dan is hij intern nog niet klaar, bij de meeste kwadranten gaat het in 3 fases. Een te hoge startstroom kan hem mollen. Dus ik denk dat de gate snel volpompen net als bij een MOSFET hier juist niet goed is. (critice di/dt) De stroom moet juist rustig opkomenm. Tenminste zo lees ik het.

Ik denk dat het ook weinig nut heeft want hij schakelt AC stroom welke steeds van 0 naar max loopt. Bij 50 Hz is er dan enorm veel tijd tov wat een MOSFET in een 1MHz smps voor zijn kiezen krijgt.

Het snubber deel staat ook in de wiki. Erg interessant hoe het ding intern werkt. De gate puls brengt een proces opgang wat de TRIAC in geleiding zelf aan de gang houdt tgv "lekkage" naar de gate.

3 kwadrant TRIACs zijn bedoeld voor inductieve en capacitieve lasten. Die hebben intern al een snubber. Deze kan extern bij een gewone om de impedantie van G tov MT te verlagen en zo bij hoge inductie spanningen over MT1 en MT2 te voorkomen dat hij aan blijft ipv uit te gaan. Heeft met gate capaciteit en de verdeling van lading intern.

Het zijn best complexe en temperamentvolle onderdelen waar veel meer achter zit dan ik dacht.

Gate pulse van een gate driver:

Op 10 mei 2023 19:59:01 schreef fred101:
REW, ik denk dat dat anders werkt. Als een TRIAC net ontsteekt dan is hij intern nog niet klaar, bij de meeste kwadranten gaat het in 3 fases. Een te hoge startstroom kan hem mollen. Dus ik denk dat de gate snel volpompen net als bij een MOSFET hier juist niet goed is. (critice di/dt) De stroom moet juist rustig opkomenm. Tenminste zo lees ik het.
....

Eerder schreef ik dat je met de minimale gatestroom zoals je gemeten hebt niks kunt doen en dat die 50mA uit de datasheet het minimum is waarbij de fabrikant garandeert dat hij in normale omstandigheden zal ontsteken.
Hier heb je nog wat lezing, ik heb er een tijdje moeten naar zoeken tussen alle pdf's op mijn HD en wat u hierboven schrijft is niet volledig juist.
Kijk eens op blz12, daar staat wat ik bedoelde met de 'fysieke' gezondheid van het component en waarom een grotere gatestroom beter is.

Als de ontsteking niet goed is of niet voldoende sterk is kunnen zich in de dice kanaaltjes vormen tussen MT1 en MT2 die met de tijd de werking van de triac teniet doen.

edit: We zijn al ver afgedwaald en in de meeste gevallen zal de triac wel zijn werk doen zonder al die kennis, een MOC30xx en een triac en je kunt al heel veel maken.

Eerder schreef ik dat je met de minimale gatestroom zoals je gemeten hebt niks kunt doen en dat die 50mA uit de datasheet het minimum is waarbij de fabrikant garandeert dat hij in normale omstandigheden zal ontsteken.

Ik lees dat toch anders

Ik denk dat je je vergist, ze geven de max op die het ding nodig heeft om te ontsteken. Het zal minder zijn maar meer hoeft niet. Ze garanderen dat hij nooit meer dan die waarde nodig heeft. BTA26-600:

Die pdf is best interessant maar dat stuk waar je naar verwijst gaat alleen over de SRC en ook al lijkt een TRIAC op een SRC, ze zijn qua opbouw en werking volgens mij niet zo gelijk dat wat voor de ene geldt ook voor de andere opgaat. Maar ik kan er naast zitten, als ik TRIAC expert was had ik dit topic niet gestart

Minimum meten kan toch wel handig zijn. Ik heb net de triac-opto getest. Toen ik LED op de SMU aansloot en het triac deel aan mijn tester hing, ontstak hij bij 14 mA. Netjes dacht ik, de led mag 60 mA hebben. De datasheet heeft het echter over max 5 mA (uit mijn hoofd), hij gaat niet kapot bij bv 30 mA maar het hoeft niet. Leds worden natuurlijk sneller dimmer bij hogere stroom.

Een nieuwe ontstak al bij 3mA en de spanning over T2-T1 was zelfs wat lager dan bij de 14 mA versie. Bij 3 mA liep er net zoveel stroom als bij 30 mA en er was geen significant verschil in Tr van de stroom door T2 (heb niet met cursors gemeten, met de TR scherm vullend zag ik zo geen verschil ) dus ik denk toch dat een triac niet beter functioneert met een hogere gate stroom en voor wat ik er nu over gelezen heb denk ik eerder dat het beter is om de gate stroom laag te houden, in ieder geval onder de max waarde van de datasheet ipv daar altijd boven te blijven. Dit omdat het ontsteken in Q2,3 en 4 in drie fases gaat.

Maar misschien zie ik het verkeerd.

Dat zie jij idd verkeerd.

Igt wijst naar de gevoeligheid van de triac waarbij de fabrikant aangeeft hoeveel gatestroom minimaal moet hebben.
Als Igt minder is wil dat niet zeggen dat hij niet zal werken maar dan heb je kans dat hij vroegtijdig defect geraakt.
Ik spreek nu niet over een discolichtje hé

Op blz 12 van onderstaande pdf lees je wat Igt_max wil zeggen in de datasheet alsook nog andere parameters.

Als je een MOC3020 schema bekijkt in de datasheet zie je dat de gatestroom beperkt wordt door een 360Ω weerstand, wat op de piek van een 230Vac spanning een Igt stroom veroorzaakt van max 900mA.

Ik ben ook geen expert..verre van, maar zie wel in grote lijnen wat er mis kan lopen en welke schema's uit de duim werden gezogen.

Eerder schreef ik dat je met de minimale gatestroom zoals je gemeten hebt niks kunt doen en dat die 50mA uit de datasheet het minimum is waarbij de fabrikant garandeert dat hij in normale omstandigheden zal ontsteken.

Ik lees dat toch anders

Ik denk dat je je vergist, ze geven de max op die het ding nodig heeft om te ontsteken. Het zal minder zijn maar meer hoeft niet. Ze garanderen dat hij nooit meer dan die waarde nodig heeft om te ontsteken

Ik lees hierboven toch 2x precies hetzelfde

Fred heeft de parameter Igt_min gemeten.
Meeste datasheets geven deze zelfs niet op.
Bij het ontwerpen reken je immers met de waarde die ontsteken garandeerd en dat is Igt_max

Minimum meten kan toch wel handig zijn.

Voor dat ene ontwerp misschien wel maar hou er dan ook rekening mee dat als je die triac ooit moet vervangen er in de badge moet gezocht worden naar een identiek exemplaar.

Ik ben het geheel met MGP eens, als je er bijvoorbeeld zware inductieve belastingen mee aanstuurt, moet de triac snel en hard aangestuurd worden.

Er zijn niet voor niets speciale triac modules die een burst signaal genereren, speciaal ontworpen voor zware belastingen.

Als je bijvoorbeeld een lampje aanstuurt is dat een heel ander verhaal.

Ik heb een motorregelaar/softstarter gemaakt en die stuur ik ook niet met één pulsje aan. Zelfs met 3kW blijft dat ding gewoon koel. En het draait nu zo'n twee jaar. Als ik dat ding soft aan zou sturen is het zo stuk. Ik stuur hem dan ook net onder de max IGT aan.

Maar de test die fret doet is wel leerzaam, want het is een vrij complex ding een triac.

Op 13 mei 2023 09:55:50 schreef OXO:

Ik lees hierboven toch 2x precies hetzelfde

Ik niet maar sowhat.
Anders was hij akkoord met wat ik schreef

Op 13 mei 2023 10:09:01 schreef Lambiek:
Ik ben het geheel met MGP eens, als je er bijvoorbeeld zware inductieve belastingen mee aanstuurt, moet de triac snel en hard aangestuurd worden.

Oef toch een medestander

en dat die 50mA uit de datasheet het minimum is waarbij de fabrikant garandeert dat hij in normale omstandigheden zal ontsteken.

Ze garanderen dat hij nooit meer dan die waarde nodig heeft.

Nog steeds 2x hetzelfde gezegd