TRIAC-Überhitzung: AC-Dimmer wird heiß oder brennt durch

Kurzfassung: Ein TRIAC ist ein aktives Bauteil mit einem Spannungsabfall von ~1,2 V. Bei Lastströmen über 2 A erzeugt er mehrere Watt Verlustleistung. Ohne Wärmemanagement: Überhitzung, Auslösen des Übertemperaturschutzes oder dauerhafter Ausfall. Bei induktiven Lasten (Motoren, Transformatoren) sind die Bedingungen noch härter. Lösung: Kühlkörper, Einhaltung des Nennstroms und Snubber-Schaltung für induktive Lasten.

Problembeschreibung

Der Dimmer funktioniert, aber nach einiger Zeit:

• Modulgehäuse ist heiß (>60 °C bei Berührung)
• Die Last flackert nach wenigen Minuten Betrieb
• Das Modul schaltet sich selbst ab (TRIAC-Übertemperaturschutz)
• TRIAC ist defekt — Last ist entweder immer auf 100 % oder lässt sich nicht einschalten
• Brandgeruch vom Modul

All das sind Anzeichen einer TRIAC-Überhitzung.

Typische Forenbeiträge:

• „Dimmer-Modul wird nach 10 Minuten sehr heiß"
• „Modul lief einwandfrei, dann blieb die Lampe auf voller Helligkeit"
• „Brandgeruch vom Dimmer-Modul"
• „Dimmer flackert nach dem Aufwärmen"

Grundursache

Wärmeentwicklung des TRIAC

Wenn der TRIAC offen ist (leitet), liegt ein Spannungsabfall von ~1,0–1,5 V über ihm an (chipabhängig). Dieser wird zu Wärme:

P [W] = Vt × I_Last
Vt ≈ 1,2 V (typisch für BTA16, BTA24)
Beispiele:
  40-W-Lampe  / 220 V: I = 0,18 A → P ≈ 0,2 W  (unkritisch)
  100-W-Lampe / 220 V: I = 0,45 A → P ≈ 0,5 W  (unkritisch)
  200-W-Lampe / 220 V: I = 0,91 A → P ≈ 1,1 W  (Kühlkörper empfohlen)
  500-W-Heizer:        I = 2,3 A  → P ≈ 2,8 W  (Kühlkörper erforderlich)
  1-kW-Heizer:         I = 4,5 A  → P ≈ 5,4 W  (Kühlkörper Pflicht)
  2-kW-Heizer:         I = 9,1 A  → P ≈ 10,9 W (großer Kühlkörper + Lüfter)

Beim Dimmen sinkt die Wärmeentwicklung — aber nicht proportional zur Leistung. Aufgrund der Nichtlinearität der Phasensteuerung beträgt der mittlere Strom bei setPower(50%) ≈ 60–70 % des Maximums → Wärme ≈ 60–70 % des Maximums. Dimensionieren Sie den Kühlkörper für die maximale Lastleistung, nicht für den Arbeits-Dimmpunkt.

Bei induktiven Lasten (Motoren, Transformatoren) ist die Wärmeentwicklung höher aufgrund von Blindstrom und härteren Schaltbedingungen.

Nennstrom ohne Kühlkörper

Der Nennstrom des Moduls (4 A, 8 A) ist mit Kühlkörper angegeben. Ohne Kühlkörper liegt das sichere Maximum bei etwa der Hälfte:

Lösungen

🟢 Kühlkörper am TRIAC montieren

ℹ️ rbdimmer-Benutzer: rbdimmer-Module enthalten bereits das notwendige Wärmemanagement für ihren Nennstrom. Module 16A/24A/40A haben einen eingebauten Aluminium-Kühlkörper, Lüfter und NTC-Sensor. Die folgenden Empfehlungen gelten für Drittanbieter-Dimmer oder wenn Sie selbst einen Dimmer bauen.

Die einfachste und effektivste Lösung — ein Kühlkörper. Für jede Last über 200–300 W ist dies ein Pflichtschritt.

Der TRIAC ist in einem TO-220-Gehäuse mit Metallflansch — der Kühlkörper wird an diesem Flansch montiert.

Kühlkörperauswahl nach Last:

⚠️ Sicherheit geht vor: Der Metallflansch des TRIAC ist galvanisch mit dem 220-V-Netz verbunden. Verwenden Sie beim Einbau des Kühlkörpers in ein Gehäuse immer ein TO-220-Isolierpad (Glimmer oder Silikon) und eine Kunststoffscheibe unter der Schraube. Ohne Isolierung steht das Gerätegehäuse unter 220 V.

Montage:

[Aluminium-Kühlkörper]
       ↕ Wärmeleitpaste / Wärmeleitpad
[TO-220-Isolierpad]  ← Pflicht bei geschlossenen Geräten
[TRIAC-Metallflansch]  ← M3-Schraube mit Kunststoffscheibe
       |
[Modul-PCB]

🔵 Snubber-Schaltung für induktive Lasten

Motor, Transformator, Pumpe? Phasensteuerung induktiver Lasten erzeugt Spannungsspitzen und Stress auf dem TRIAC — eine RC-Schaltung ist nötig.

Bei einer induktiven Last eilt der Strom der Spannung in der Phase nach. Der TRIAC schaltet beim tatsächlichen Strom-Nulldurchgang ab, nicht beim Spannungs-Nulldurchgang — es entsteht eine dv/dt-Spitze, die:

• Den TRIAC thermisch belastet (Stromstoß bei jeder Zündung)
• Fehlzündungen verursachen kann (falsches Auslösen)
• Die Lebensdauer des TRIAC verkürzt

ℹ️ rbdimmer-Benutzer: Alle rbdimmer-Module haben bereits einen RC-Snubber auf der Platine. Ein externer Snubber ist nicht erforderlich. Wenn Sie einen Drittanbieter-Dimmer verwenden — prüfen Sie, ob ein RC-Filter auf der Platine vorhanden ist, bevor Sie eine induktive Last anschließen.

Die RC-Snubber-Schaltung wird parallel zum TRIAC geschaltet (zwischen den Anschlüssen MT1 und MT2):

Phase ──┬─── [TRIAC] ───┬─── Last (Motor) ─── Neutralleiter
        │               │
        └── [R 100 Ω]───┘
        └── [C 100 nF, X2 400 V]
        (beide Bauteile parallel zum TRIAC)

Bauteilwerte für 220 V 50/60 Hz:

• R = 68–100 Ω, Nennleistung 1–2 W (Keramik- oder Metallfilmwiderstand)
• C = 47–100 nF, Klasse X2, 400 V

⚠️ Der Kondensator muss Klasse X2 sein (für den direkten Anschluss an 220-V-Netz zugelassen). Ein normaler Elektrolytkondensator, Keramik mit 50–100 V oder ein Kondensator ohne X2/Y2-Kennzeichnung — ist gefährlich und kann explodieren.

Wann ein Snubber Pflicht ist:

🔵 Für Hochleistungsmodule (16A+): rbdimmerThermalESP32

Verwenden Sie einen leistungsstarken rbdimmer (16 A, 24 A, 40 A) mit ESP32? Eingebauter NTC-Sensor, Lüfter und Temperatursteuerung sind bereits auf der Platine.

rbdimmer-Module ab 16 A enthalten:

• Einen Aluminium-Kühlkörper am TRIAC
• Einen eingebauten 5-V-Lüfter
• Einen NTC10-Thermistor im Kühlkörper zur Temperaturüberwachung

For automatic cooling management use the rbdimmerThermalESP32 library:

// Platform: ESP32 + rbdimmer 16A/24A/40A with NTC sensor and fan
// Library: rbdimmerThermalESP32
// Requires: rbdimmerESP32 (the main dimmer library)
#include "rbdimmerESP32.h"
#include "rbdimmerThermal.h"
rbdimmer dimmer;
rbdimmer_thermal_handle_t thermal;
void thermalCallback(rbdimmer_thermal_event_t event, float temp) {
    if (event == RBDIMMER_THERMAL_OVERHEAT) {
        Serial.printf("OVERHEAT: %.1f°C — power reduced\n", temp);
    }
}
void setup() {
    Serial.begin(115200);
    dimmer.begin(18, 19, 50);  // ZC_PIN, DIM_PIN, 50 Hz
    dimmer.setPower(80);
    rbdimmer_thermal_init();
    thermal = rbdimmer_thermal_create(&dimmer);
    rbdimmer_thermal_set_callback(thermal, thermalCallback);
    // Fan turns on at 55°C, critical threshold 80°C
}
void loop() {
    float t = rbdimmer_thermal_get_last_temperature(thermal);
    Serial.printf("T=%.1f°C\n", t);
    delay(5000);
}

Was die Bibliothek automatisch erledigt:

Alternative: Jeder ESP32 manages cooling and TRIAC protection autonomously without any MCU code.

⚠️ Häufige Fallstricke

• „4-A-Modul, 3-A-Last — sollte funktionieren, überhitzt aber": 4 A ist der Nennwert mit korrekt montiertem Kühlkörper. Ohne ihn liegt das tatsächliche Maximum bei ~2 A. Montieren Sie einen 40×40-mm-Kühlkörper.

• „Funktioniert 10 Minuten, dann Flackern": TRIAC-Übertemperaturschutz löst nach dem Aufwärmen aus. Kühlkörper montieren oder Last reduzieren.

• „Kühlkörper montiert, Gerätegehäuse wird jetzt heiß": Der Metallflansch des TRIAC führt Netzspannung. Ein TO-220-Isolierpad zwischen Flansch und Kühlkörper ist Pflicht.

• „TRIAC durchgebrannt — Last immer auf 100 %": Ein defekter TRIAC schließt kurz. Die Last erhält volle Leistung ohne Steuerung. Das Modul muss komplett ersetzt werden.

• „Motor 200 W — scheint wenig, ohne Kühlkörper sollte es gehen": Motorlasten sind härter als ohmsche Lasten gleicher Leistung: Blindstrom, Einschaltstrom (5–8× Nennstrom beim Start), dv/dt-Spitzen beim Abschalten. Kühlkörper + Snubber sind beide erforderlich.

• „LED-Streifen 100 W am Dimmer — Modul wird heiß": Ein LED-Streifen mit Schaltnetzteil ist keine ohmsche Last. Das Netzteil lädt seine Eingangskondensatoren zu Beginn jeder Halbwelle: Wenn der TRIAC öffnet, fließt ein Einschaltstromstoß 5–10× über dem Nennstrom. Diese I²t-Impulse heizen den TRIAC weit mehr auf als eine äquivalente ohmsche Last. Siehe: load-types/led-lamp-compatibility-triac.md

Schnell-Check

Verwandte Probleme

• LED-Flackern mit Dimmer → load-types/led-flicker-triac-dimmer.md
• LED-Lampenkompatibilität mit TRIAC-Dimmer → load-types/led-lamp-compatibility-triac.md
• Dimmer regelt nicht (PWM-Fehler) → troubleshooting/ac-dimmer-not-pwm.md

Noch Fragen?

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