Rete Di Sincronia Alla Rete Elettrica

[ronnie81]

ciao a tutti, scrivo perché sono alle prese con una scheda di controllo di una macchina che ho in azienda, dove sistematicamente mi saltano gli optoisolatori che utilizzano per andare a sincronizzare determinati segnali alla fase della rete elettrica a 230Vac (fondamentalmente utilizzano dei TRIAC in parzializzazione di fase per dei ventilatori). Dopo alcuni interventi dell'assistenza dove il tecnico cambiava solo gli opto, ho iniziato a farlo io, ma assieme mi sono tracciato lo schema per cercare di capire come mai saltano.

Lo schema che ho ricavato mi lascia molto perplesso, anche perché non riesco a capire come possano garantire il funzionamento sicuro del circuito a fronte di sbalzi di tensione di rete (in particolare sovratensioni).

Senza dilungarmi in discorsi inutili riporto link dove ho caricato lo schema. Se qualcuno lo capisce e mi sa spiegare il perché gli opto mi saltano ne sarei davvero grato.

http://www.freeimagehosting.net/0d36d

[kojak]

Leggi questo mio post ci sono molte analogie con il tuo schema;

http://www.plcforum.it/forums2/index.php?showtopic=76634

Ti consiglio di porre in parallelo alla capacità un resistore di sicurezza da 100Kohm.

Se non bastasse puoi pensare di montare un filtro di rete a pigreco in ingresso

alla rete,magari con bobina di arresto sulla linea di terra.

[tesla88]

Lo Zener da 5.1V garantisce che il diodo emettitore del fotoaccopiatore non venga sovralimentato , salvo che lo Zener e lr resistenza da 680 ohm siano ancora OK.

In teoria con 5.1V ai capi dello zener e circa 1.5V di caduta del diodo emettitore , la corrente che scorre nel diodo emettitore limitata dalla R da 680 ohm è 5.2mA che per altro mi sembrano pochi!

[ronnie81]

Ciao Kojak, ho visto il tuo schema, ed effettivamente delle analogie ci sono, ma continuo a non capire come mai i fotoaccoppiatori saltino.

Tesla88 concordo con il tuo dimensionamento della corrente, che oltre tutto dimostra che l'opto non dovrebbe saltare..!!

I miei dubbi sono legati al funzionamento dello zener, potrebbe essere plausibile ipotizzare che sia inefficiente per proteggere l'opto da eventuali sovratensioni transitorie? Gli opto sono effettivamente "delicati" sotto il profilo delle sovratensioni??

[Livio Orsini]

Si sono abbastanza sensibili.

E' molto probabile che la moria sia dovuta a spikes veloci che non vengono limitati dallo zener. Soprattutto le tensioni inverse. Dovrebbero essere bloccate dai due 1N4007, ma è sempre possibile uno "scavalco".

Il fatto che ci siano dei parzializzatori sulla linea rende ancora più probabile questo tipo di inconveniente. Personalmente non sono molto favorevole a circuiti simili, però bisognerebbe analizzare tutto l'apaprato enl suo complesso.

[maguls]

Io proverei a fare una simulazione del circuito e misurare le correnti in gioco. e visualizzare con oscilloscopio le tensioni nei vari punti in modo da capire a fondo cosa succede.

[ronnie81]

Si pensavo anch'io di provare a fare qualche misura, ma prima volevo capire a fondo il circuito per farmi un'idea di cosa dovrei trovare e come identificare una possibile condizione di anomalia, mi sembra strano che ci ha progettato la scheda non abbia verificato almeno in condizioni di funzionamento normale che tutto sia correttamente dimensionato. Le condizioni anomale posso capirle, ma quelle normali no..!!

[Mirko Ceronti]

Sono più di 20 anni, che uso come sincronismo alla rete la parte di circuito che vedi evidenziata in giallo, e.....mai avuto un problema !!!

Questo sincronizza entrambe le semionde, poi se usi un solo diodo in serie al fotoaccoppiatore invece del ponte di graetz, ottieni il sincronismo su una sola semionda.

Se invece usi 2 resistenze da 47K al posto delle 2 da 27, ottieni un circuito di sincronismo universale sotto il profilo della tensione di rete, nel senso che puoi usarlo sia sulla 230 che sulla 400 Volt indistintamente.

Saluti

Mirko

[ronnie81]

ciao Mirko,

personalmente il tuo circuito mi piace di più, ma più ci penso allo schema che ho tradotto e più non mi convince..!! è possibile che non venga usato per il sincronismo di rete, ma solo per verificare la "presenza rete"? in ogni caso, è possibile che il problema sia solo di dimensionamento del circuito di protezione dello zener? a mio avviso usare un'impedenza composta da una resistenza ed una capacità serie per limitare la corrente di uno zener è rischioso, ma non sono un progettista..!!

[Mirko Ceronti]

Infatti non vedo come possa funzionare da sincronismo in rete con una capacità da 10 microFarad sul fotoaccoppiatore , che gli "acceca" il passaggio per lo zero, priorità assoluta per ogni regolatore a parzializzazione d'onda.

Poi anche la capacità di reattanza da 100 nF in serie, sfasa il tutto, quindi è probabilmente un "net-detector".

Mah...lo si è sempre fatto, ed oggettivamente non vedo controindicazioni al di là del fatto che il circuito è a potenziale di rete e quindi.....pericoloso...!

Oooopss...una cosa che noto solo ora che guardo bene lo schema, è che manca il solito diodo d'ufficio 1n4007 direttamente in antiparallelo col diodo led interno al fotoaccoppiatore.

Saluti

Mirko

Modificato: 21 dicembre 2011 da Mirko Ceronti

[ronnie81]

Ferma ferma, come manca il diodo in antiparallelo al diodo del fotoaccoppiatore?!? a cosa serve? non basta il diodo D1 per il ricircolo della "fase negativa"?

[kojak]

Ronnie81 dovresti fare delle prove,è l'unica per venirne a capo.

Monta quella resistenza in parallelo alla capacità,e se è il caso aggiungi una VDR tra Fase e terra e Neutro e terra per smorzare gli spikes.

I LED sono sensibili quanto gli OptoCoupler.

[Livio Orsini]

Non solo, ma introduce uno sfasamento e offre una via preferenziale tutti gli spikes.

[Mirko Ceronti]

Teoricamente...sì...!

Però vedi ronnie81, ho riparato per oltre 20 anni schede elettroniche industriali di tutti i tipi, e mai e poi mai ho visto applicazioni tipo la Tua senza il diodo in antiparallelo al fotoaccoppiatore.

Ora la domanda diventa...a che serve ?

E' come le preghiere.... se non servono non fanno neanche male...

Poi....liberissimo di non metterlo.

Saluti

Mirko

[ludo69]

vediamo di analizzare lo schema:

dalla rete elettrica viene prelevata una corrente attraverso la reattanza capacitiva di un condensatore la cui corrente di carica iniziale viene limitata dal resistore da 1K in serie.

Il raddrizzatore fa "clamp" a massa con il primo diodo e poi rettifica verso il carico con il secondo, il carico è uno zener con un piccolo condensatore in parallelo e fornisce una continua a 5V con cui si alimenta il led di un fotoaccoppiatore che ogni tanto salta.

Il circuito è semplicemente un monitor della rete elettrica: o c'è o è saltato un interruttore, non è in grado di dare altre informazioni, come la frequenza o la sincronia o altro...

il primo diodo del rettificatore e lo zener garantiscono che non possa esserci tensione inversa (anche l'elettrolitico ci aiuta..) e la resistenza da 1K all'inizio ci rassicura sul fatto che eventuali disturbi che passerebbero robusti attraverso la reattanza del condensatore vengono proprio su quel resistore dissipati.

rimane la domanda iniziale: perchè salta?

Prendi un vecchio fotoaccoppiatore, e misuara le giunzioni del led: se è buono non è un problema di pilotaggio, ma magari di massima differenza di tensione led/transistor superata......

intanto per limitare i disturbi a frequenza più alta di 50Hz (spike di linea) prova a mettere un condensatore 47nF 400V in parallelo al primo diodo raddrizzatore, questo formerà un partitore capacitivo per i 50Hz che secondo Thevenin abasserà la V ma anche la Zserie riportando il tutto a lavorare (circa) a regime originale, il guadagno consiste nel fatto che ora hai una capacità verso massa che con il resistore da 1K in serie forma un circuito passabasso che di per se è un filtro dei disturbi impulsivi!

Leggo inoltre che un lato della linea è "neutro", ovvero un potenziale che non dovrebbe discostarsi troppo da quello di massa della parte logica del circuito.... ma la parte logica del circuito ha la massa messa a terra (ovvero ad un potenziale fisso, non flottante)? l'isolamento di un fotoaccoppiatore non è infinito e quindi entrambi i lati DEVONO essere posti a potenziali NON flottanti, altrimenti la sola elettricità statica sarebbe teoricamente in grado di bruciarli!

Facci sapere!

[ludo69]

Mirko Ceronti+21/12/2011, 15:00--> (Mirko Ceronti @ 21/12/2011, 15:00)

per mirko,

per fare i pignoli sullo schema che hai postato: per GND si intende la massa locale, non il filo di messa a terra, vero? sai che botto a mettere sul filo verdegiallo una fase del 220!

anche il "comando" sono due fili sottoposti a potenziali di rete (che facciamo, ci mettiamo un fotoaccoppiatore? ).

inoltre io metterei in corto la lampada che sposterei in serie al filo che porta la fase al KBL408, almeno il carico sarebbe sottoposto a corrente alternata e non raddrizzata potendo quindi pilotare anche carichi che non si adattano ad avere tensioni medie continue

[ronnie81]

Ciao Ludo69, intanto grazie mille per la precisa spiegazione, sei stato molto chiaro.

La capacità da 47nF va messa sul diodo con anodo collegato verso il neutro giusto?

Per completare la cosa, il circuito ha la massa digitale scollegata della messa a terra della rete elettrica, sugli alimentatori switching ho visto che si usa collegarle mediante un condensatore, consigli di fare lo stesso? un punto qualsiasi della massa digitale va bene o è meglio il negativo del ponte a diodi dello stadio di alimentazione (usano un trafo 230/12 con ponte e condensatore e poi 7805 come alimentatore).

Grazie per la disponibilità

[ludo69]

Posizione condensatore: YES!

Negli alimentatori a commutazione per piccoli apparecchi spesso il collegamento a rete è fatto con una spina a soli due poli perchè l'apparecchio è a "doppio isolamento" (simboleggiato in targhetta con due quadrati uno nell'altro) e quindi per evitare sovradifferenze di potenziale mettono quei "strani" condensatori (in genere blu e cicciotti) tra la massa interna e un potenziale della presa elettrica, quei condensatori credo che sopportino sovratensioni con leggera dispersione man mano che si alza la tensione trai i capi in maniera da "limitare" la ddp statica tra i due lati dell'alimentatore interno.

La luna consiglia: essendo, mi sembra di aver capito, un'applicazione industriale allora prendi la massa del circuito logico e mettila sul filo verdegiallo della spina 220V (e voglio sperare che l'impianto 220 in ditta sia a norma....) il che limiterà sicuramente la ddp statica tra i due lati dell'apparecchiatura (il neutro in centrale di trasformazione è a terra...).

Se anche così non risolvi ne riparliamo, specie se puoi sostituire il circuitino con un'altro.

facci sapere!

[Mirko Ceronti]

Beh...questo lo consideravo a dir poco...implicito, poichè il simbolo della terra vera e propria è diverso da quello da me utilizzato, e poi si chiama Earth e non Gnd.

E' una scelta, io non li ho mai messi, anche perchè ho sempre tendenza a "sarcofagare" accuratamente in contenitori di plastica questa tipologia di aggeggi, l'unico che corre rischi semma i sono io durante i collaudi al banco, rischi ridotti al minimo dal mio trasfo d'isolamento 220/220-2Kva a monte di suddetto banco.

Se non l'ho fatto, un motivo ci sarà (fra l'altro già spiegato in un altro topic proprio dietro domanda di "Poco Esperto") ma vediamo se lo scopri Tu

Saluti

Mirko

[lelerelele]

dopo avere letto le varie opinioni ti do anche la mia,

concordo sulla possibilità che il difetto sia dato da spike di tensioni elevate che attraverso la capacità di rete sono portati verso l'opto, considerato che dal punto di vista elettrico funzionale non dovrebbe dare problemi, anche se ciò dovrebbe scavalcare tutti i diodi, il che mi lascerebbe un po' perplesso.

sarebbe opportuno sapere che tipo di difetto hanno gli opto, mi riferisco alla presenza o meno della giunzione diel diodo, ed al transistor che sia aperto, per avere una certezza della causa in ingresso od in uscita.

comunque una prova con una resistenza da 56K di un paio di watt ed un ponte ad onda intera in posto dei diodi potrebbe dare una conferma di eventuali disturbi che oltrepassano diodi attraverso il condensatore.

[ludo69]

Mirko,

mumble mumble.....

l'unica ragione che potrebbe esistere, è che forse per capacità parassita del trasformatore circolerebbe una lieve corrente a vuoto nel raddirizzatore che passerebbe nella lampada, cosa che come è lo schema adesso non succede....

se non ci ho azzeccato dimmelo subito o stanotte non dormo!!!!

[Mirko Ceronti]

Non ci hai azzeccato....

(ma è meglio che stanotte dormi...i problemi sono altri.... )

Modificato: 22 dicembre 2011 da Mirko Ceronti

[ludo69]

dai mirko, dimmeellloooo!!!!!!

e non dire che è per usare il buco del corpo del mosfet come capocorda per il filo del carico!

[ronnie81]

Ludo69, grazie per le precisazioni, l'impianto è a norma e quindi posso collegare la terra alla massa come hai detto tu.

Per quanto riguarda la possibilità di cambio dello schema, è sempre valutabile nel limite del possibile visto che dovrei adattare una PCB già realizzato e di altri oltretutto.

Inizierò col porre la capacità così come consigliato, è che non saltano subito e quindi potrebbe passare un pò di tempo prima di avere il risultato del test.

Cercherò di reperire uno degli opto saltati in modo da analizzarlo.

Grazie a tutti per la disponibilità..!!

[Mirko Ceronti]

Tranquillo Ludo , è una cosa che se non Ti ci sei trovato personalmente a “scornarti” è praticamente impossibile riuscire a vederlo.

Anche perchè accade solo se si realizzano più versioni e che condividano la stessa massa (Gnd), allora in quel caso si crea un circolo vizioso di ritorni dovuti al probabile collidere delle diverse parzializzazioni dell’onda in caso di controllo di luminosità separati.

Incrociai i “guantoni” con questo problema, più di 10 anni fa, quando un amico proprietario di un negozio di ottica, mi chiese di realizzargli un miscelatore tricromo con le 3 classiche lampade colorate rossa, verde, blu da mettere in vetrina nel periodo natalizio.

Quindi feci il mio bel progetto a tavolino, mi procurai 3 bread-board, e oltre al circuito di comando che agiva sul punto “Signal”, realizzai lo stadio di potenza che vedi disegnato a sinistra.

Quando lo alimentai, vidi che la regolazione delle lampade era totalmente critica, sfarfallante ed inefficiente.

Guarda e riguarda lo schema, alla fine decido di spostare sul lato DC le 3 lampadine, ed il tutto prese a funzionare a meraviglia. (disegno a destra)

Quindi da allora…..l’abitudine è di disegnare le lampade sul lato DC; anche se (in quanto lampade) non c’è alcuna differenza nel porle sul lato DC o quello AC, poiché il valore efficace non cambia.

Invece, per tutti quei carchi che a valore medio diverso da zero non funzionano (trasformatori tanto per non fare esempi) allora è chiaro che Ti tocca agire sul lato AC, ma io avendo disegnato una lampadina, è ininfluente il dove la poisizioni.

Al massimo è più comoda sul lato AC, se colleghi il circuitino ad un impianto di illuminazione già esistente, ma in caso di “dimmer indipendente” non cambia assolutamente nulla.

Saluti

Mirko

(Oooops...solita svista... nel secondo stadio-lampada verde, errore nel collegamento del filo SYNC, che ho portato sull'ingresso dell' operazionale dedicato al "Signal" invece che sul Sync)

Modificato: 22 dicembre 2011 da Mirko Ceronti