Управление нагрузкой 220 вольт

Управление нагрузкой.

Иногда так складывается, что устройство должно включать и выключать какую то нагрузку по линии 220 вольт. Например, тот же блок питания. Или лампочку. Или нагреватель.

Казалось бы, чего проще - берем реле и управляем.

Это хорошо для какой то резистивной нагрузки. Например, для лампочки накаливания или ТЭНа. Хотя с ТЭНом уже сложности. Он мощный. И в момент включения/выключения на контактах реле проскакивает искра.
Такая же сложность возникает, если включать какую то ёмкостную или индуктивную нагрузку. 
В результате недорогие реле сравнительно быстро могут выйти из строя. Ну или нужно брать заведомо мощное (и дорогое) реле.

Умные радиолюбители скажут - а у нас есть такая интересная штука, как симистор. Или по буржуйски - triac.

Хорошо. Берем симистор. Он почти всем хорош. Умеет выдерживать импульсные токи в несколько раз больше рабочих. Если правильно управлять - открывается в начале периода.
Казалось бы - практически идеальный переключатель. Но дьявол кроется в деталях.
Вспомним, что симистор - это бутерброд из несколькиз pn-переходов. Из-за этого на открытом симисторе падает напряжение порядка 1..1,5 вольт. 

Берем калькулятор и считаем. Нагрузка 100 ватт - ток порядка 0.45А. На симисторе выделится от 0.45  до 0.7 Ватт тепла.
Нагрузка 200 Ватт - это уже ток почти 1А. На симисторе уже 0.9-1.4 Ватта. Уже просится небольшой радиатор.

Беем киловаттную нагрузку. 4.5 Ампера. Ток - 4.5А. И на симисторе - от 4.5 до 7 Ватт тепла.
2 киловатта - 9-15 Ватт тепла на симисторе. Уже нужен приличный радиатор. А с учетом того, что большинство симисторов имеют неизолированный фланец для радиатора - нужно или слюдяную прокладку ставить, или прятать радиатор в корпус. Иначе может "ёбом токнуть".

А, ещё. Симистор не любит индуктивную нагрузку. Но это можно попытаться побороть снаббером или варистором.

Межвидовое скрещивание

А если скрестить ужа и ежа - будет 2 метра колючей проволоки. (ц) Народная мудрость

Есть простое решение. Поставить реле и симистор параллельно. Вот тут рассказано, как сделать такую штуку прозрачно для управляющего устройства. Ну а ниже - мои изыски для микроконтроллерных устройств.

При включении питания нагрузки сначала открыть симистор, подождать 200-300 мс, пока пройдут все переходные процессы в нагрузке, а потом включить реле. 
Реле своими контактами зашунтирует симистор. Можно даже после включения реле через те же 200-300 мс (что б реле точно успело замкнуть контакты) снять управляющее напряжение с симистора. Ток нагрузки будет идти через замкнутые контакты реле.

При выключении питания нагрузки подать управляющее напряжение на симистор и подождать пару периодов сетевого напряжения (если мы его снимали после включения реле). Отключить реле. Подождать 200-300 мс, что б контакты реле уже точно пришли в разомкнутое состояние. Ток при этом продолжает течь через симистор. Закрыть симистор. Всё, нагрузка отключена.

Эти алгоритмы включения-выключения можно реализовать разными цепями задержек. А можно, если используется микроконтроллер, возложить эту задачу на него.

В частности, я сделал себе управляемую розетку для включения-отключения блока питания для огненной лампы. Ибо матрица диодов в лампе даже в выключенном режиме потребляет порядка 150 мА. Лампа по сети умного дома отдает команды на включение и выключение розетки - в результате и ток в выключенном состоянии не потребляется, и не торчит постоянно в розетке китайский блок питания.

Вот фрагмент схемы, отвечающий за управление нагрузкой.