トライアック回路を検証

主電源で駆動する暖房装置を切り替える装置を設計しています。私はかなり多くの調査を行い、そこに多くの情報があることに気づきましたが、潜在的に致命的なACを扱っているので、PCBを注文する前に設計を検証したいと思います。これは私がメインで作業するのが初めてなので、私は何も知らないと仮定してください:)

要件：

• 最大1000Wの加熱装置（=抵抗）負荷の切り替え
• 110-240V、50＆60Hzに対応
• 5v MCU（ATMega328）で駆動
• 規制等を通過する必要はないが、絶対に安全である必要がある
• 編集：スイッチング速度は約5秒に1回

これが回路図です。

ノート：

• D8はMCUピンです
• オプトカプラーとトライアック間の抵抗は1 / 4Wスルーホール抵抗で、その他は0603です
• 5Aクイックブローヒューズ
• 直列の2つの330抵抗は、BOMをよりシンプルに保つためにあります
• トライアックは主電源をニュートラルに切り替えます

質問：

• まず最初に、ここで見逃したり見落としたりしたことがありますか？
• トライアックのヒートシンクは、私には少し不明瞭です。10C / Wの最大値を計算しましたが、これで問題ありませんか？私の計算は（max temp-room temp）/（max on stage voltage *（milli amps / voltage））-Junction to base themal resistance（(110-25)/(1.65*(1000/230))-1.5 = ~10.35）です。これは、トライアックが常に110cになることを意味しますか、私には少し高いように思われますか？
• オプトカプラーはランダム位相です。位相はライトのフェードなどにのみ重要ですよね？加熱装置の位相は重要ですか？
• スナバ回路は必要ですか？私が理解していることから、これは誘導負荷にのみ必要ですか？
• この回路の大部分は2層1.6mmボードの下部にあり、他のコンポーネントは上部に4mm以上離れています。沿面距離は最小6mmである必要があると私が理解していることから、それはその間のボードでも同じですか？

とにかく部品を注文する必要があるので、コンポーネントを交換することについての提案があれば、まったく問題ありません。

データシート：

• オプトカプラー（MOC3023M）：http ://www.farnell.com/datasheets/94947.pdf
• トライアック（BT138-600）：http ://www.farnell.com/datasheets/1651175.pdf

他のヒントやトリックも非常に高く評価されています！

更新

ここでのヒントの後、私はヒューズを生きているように変えて（今や明らかなように見えます...）、スナバを追加しました。更新された回路図：

1. GPIOピン自体の電流供給機能に依存するよりも、D8で小さなMOSFETを駆動してフォトダイオードを制御する方がおそらく安全です。また、データシートに記載されている絶対的な最小5mAよりも少し多く提供する必要があります。

2. ヒューズは常にライン内にある必要があります-ニュートラル内だけではありません。（両方を融合しても問題ありません。）ニュートラルのみを融合しても、ほとんどの管轄区域ではニュートラルはどこかでアースされているため、ラインからアースまでの経路が残ります。危険で、潜在的に致命的です。

3. ヒーター負荷は本質的に誘導性である可能性が高いため、データシートの6ページに示されている抵抗器-コンデンサー-抵抗器のゲート方式を検討して、ゲートの感度を下げる必要があります。必要がなければ、後でいつでもコンデンサーを実装することはできません。

4. デバイス（ヒートシンクなし）のジャンクションから周囲への抵抗は60K / Wです。1000Wヒーターは、トライアックが導通しているときに約4.34Aの電流を引き込むので、230VACでは約7W、100VACでは16.5Aに近くなります。あなたは間違いなくヒートシンクが必要になります:)

私のコメントはリストに埋もれているようですので、私はこれを答えとしています。

なぜニュートラルに切り替える（そして融合する）のですか？それは安全ではありません。ヒーターは、「オフ」のときでも電源電圧がかかっています。

もちろん、メインフィードに機械的なスイッチを追加して、すべてがオンまたはオフであることを確認してください。

これらの同じ線に沿って、低電圧側の接地経路は主接地に接続されている必要があります。ワイヤがはじまったり、オプトアイソレータを横切って落下しないとどうなるか想像してみてください。安全に失敗しますか？または、低電圧側を幹線電位にしてください。あなたはヒューズを飛ばすことによって、それが安全に失敗することを望みます。

スナバが推奨される理由はいくつかあります。

• スイッチされた寄生インダクタンスからの電圧の振幅を減らします。（出力）これにより、トライアックのブレークダウンレベルの電圧ストレスが軽減されます。長いラインを切り替えるときはいつでも、インダクタンスを切り替えます。OPtoには推奨されるスナバ設計があります。トライアックでそれのようなものを使用してください。

• トライアックの誤ったトリガーを防ぐために、ラインインダクタンスとスナバキャップを使用してラインスパイクdv / dtに減らします。

MCUが20mAをソースまたはシンクし、Optoが確実に切り替えるために10mAしか必要としないため、LEDインジケータとIR LEDの両方を並列に駆動する問題はありません。

ただし、5Vレギュレーターを使用している場合は、LEDを並列に駆動する必要はありません。

- 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)

フォトカプラが使用するすべてのACトラックとDCトラックの間に>> 5mmの安全ギャップを維持します。

5VがフローティングまたはACに接地されていますか？必要ありません。ただし、EMI理由の場合は、LCフィルターを備えたAC入力ラインでのMCUセンサー信号への進入を防ぐためにラインフィルターが必要で、DCからACアースへの小さなACキャップが必要になる場合があります。オーブンの切り替えがMCU信号に入らないようにする必要があります。フェライトビーズは交換回線で使用されることがあります。

総Rth jaが10'Wの場合、アクティブ時のトライアックは、質量とAIR速度に依存する熱時定数の後、110'Cでトースティーになります。ヒートシンクには5℃/ Wに近づけ、トライアックのRj-cを追加して熱抵抗を取得することをお勧めします。また、小さなヒートシンクに少しグリースを塗ってください。

同様の回路を設計しています。

この回路に欠けているのは、トライアックを過電圧スパイクから保護するためのトランシルだけであり、外部トランジェントによって損傷を受けません。

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

MOVを使用することも可能ですが、これはよりエレガントに見えます。