Surriscaldamento del TRIAC: il dimmer AC si scalda o si brucia

In breve: Un TRIAC è un dispositivo attivo con una caduta di tensione di ~1,2 V. Con correnti di carico superiori a 2 A dissipa diversi watt come calore. Senza gestione termica: surriscaldamento, attivazione della protezione termica o guasto permanente. Con carichi induttivi (motori, trasformatori) le condizioni sono ancora più severe. Soluzione: dissipatore, rispetto della corrente nominale e circuito snubber per carichi induttivi.

Descrizione del problema

Il dimmer funziona, ma dopo un po' di tempo:

• Il corpo del modulo è caldo (>60 °C al tatto)
• Il carico sfarfalla dopo pochi minuti di funzionamento
• Il modulo si spegne da solo (protezione termica del TRIAC)
• Il TRIAC è bruciato — il carico è sempre al 100 % oppure non si accende
• Odore di bruciato dal modulo

Tutti questi sono segnali di surriscaldamento del TRIAC.

Messaggi tipici nei forum:

• «Il modulo dimmer diventa molto caldo dopo 10 minuti»
• «Il modulo funzionava bene, poi la lampada è rimasta a luminosità massima»
• «Odore di bruciato dal modulo dimmer»
• «Il dimmer sfarfalla dopo il riscaldamento»

Causa profonda

Dissipazione termica del TRIAC

Quando il TRIAC è aperto (in conduzione), c'è una caduta di tensione di ~1,0–1,5 V ai suoi capi (dipende dal chip). Questa si trasforma in calore:

P [W] = Vt × I_carico
Vt ≈ 1,2 V (tipico per BTA16, BTA24)
Esempi:
  Lampada 40 W  / 220 V: I = 0,18 A → P ≈ 0,2 W  (non critico)
  Lampada 100 W / 220 V: I = 0,45 A → P ≈ 0,5 W  (non critico)
  Lampada 200 W / 220 V: I = 0,91 A → P ≈ 1,1 W  (dissipatore consigliato)
  Riscaldatore 500 W:    I = 2,3 A  → P ≈ 2,8 W  (dissipatore necessario)
  Riscaldatore 1 kW:     I = 4,5 A  → P ≈ 5,4 W  (dissipatore obbligatorio)
  Riscaldatore 2 kW:     I = 9,1 A  → P ≈ 10,9 W (dissipatore grande + ventola)

Durante la dimmerizzazione, la dissipazione termica diminuisce — ma non proporzionalmente alla potenza. A causa della non linearità del controllo di fase, a setPower(50 %) la corrente media è ≈ 60–70 % del massimo → il calore è ≈ 60–70 % del massimo. Dimensionare il dissipatore per la potenza massima di carico, non per il punto di lavoro della dimmerizzazione.

Con carichi induttivi (motori, trasformatori) la dissipazione termica è maggiore a causa della corrente reattiva e delle condizioni di commutazione più severe.

Corrente nominale senza dissipatore

La corrente nominale del modulo (4 A, 8 A) è specificata con dissipatore. Senza, il massimo sicuro è circa la metà:

Soluzioni

🟢 Aggiungere un dissipatore al TRIAC

ℹ️ Utenti rbdimmer: i moduli rbdimmer includono già la gestione termica necessaria per la corrente nominale. I moduli 16A/24A/40A hanno un dissipatore in alluminio integrato, ventola e sensore NTC. Le raccomandazioni seguenti si applicano a dimmer di terze parti o se state costruendo un dimmer da soli.

La soluzione più semplice ed efficace — un dissipatore. Per qualsiasi carico superiore a 200–300 W è un passaggio obbligatorio.

Il TRIAC è in un package TO-220 con aletta metallica — il dissipatore si monta su questa aletta.

Scelta del dissipatore in base al carico:

⚠️ Sicurezza prima di tutto: l'aletta metallica del TRIAC è galvanicamente collegata alla rete 220 V. Prima di montare un dissipatore in un involucro, usare sempre un pad isolante TO-220 (mica o silicone) e una rondella in plastica sotto la vite. Senza isolamento l'involucro del dispositivo sarà a 220 V.

Montaggio:

[Dissipatore in alluminio]
       ↕ pasta termica / pad termico
[Pad isolante TO-220]  ← obbligatorio per dispositivi chiusi
[Aletta metallica TRIAC]  ← vite M3 con rondella in plastica
       |
[PCB del modulo]

🔵 Circuito snubber per carichi induttivi

Motore, trasformatore, pompa? Il controllo di fase dei carichi induttivi crea picchi di tensione e stress sul TRIAC — serve un circuito RC.

Con un carico induttivo, la corrente è in ritardo di fase rispetto alla tensione. Il TRIAC si spegne al vero zero della corrente, non della tensione — si produce un picco dv/dt, che:

• Sollecita termicamente il TRIAC (picco di corrente a ogni innesco)
• Può causare inneschi spuri (accensione involontaria)
• Riduce la vita del TRIAC

ℹ️ Utenti rbdimmer: tutti i moduli rbdimmer hanno già uno snubber RC installato sulla scheda. Non è necessario uno snubber esterno. Se usate un dimmer di terze parti — verificate la presenza di un filtro RC sulla scheda prima di collegare un carico induttivo.

Il circuito RC snubber si collega in parallelo al TRIAC (tra i terminali MT1 e MT2):

Fase ──┬─── [TRIAC] ───┬─── Carico (motore) ─── Neutro
       │               │
       └── [R 100 Ω]───┘
       └── [C 100 nF, X2 400 V]
       (entrambi i componenti in parallelo al TRIAC)

Valori dei componenti per 220 V 50/60 Hz:

• R = 68–100 Ω, potenza nominale 1–2 W (ceramico o a film metallico)
• C = 47–100 nF, classe X2, 400 V

⚠️ Il condensatore deve essere di classe X2 (previsto per il collegamento diretto alla rete 220 V). Un normale elettrolitico, un ceramico da 50–100 V o qualsiasi condensatore senza marcatura X2/Y2 — è pericoloso e può esplodere.

Quando lo snubber è obbligatorio:

🔵 Per moduli ad alta potenza (16A+): rbdimmerThermalESP32

Usate un rbdimmer ad alta potenza (16 A, 24 A, 40 A) con ESP32? Sensore NTC integrato, ventola e controllo termico sono già sulla scheda.

I moduli rbdimmer da 16 A e oltre includono:

• Un dissipatore in alluminio sul TRIAC
• Una ventola integrata da 5 V
• Un termistore NTC10 nel dissipatore per il monitoraggio della temperatura

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);
}

Cosa fa la libreria automaticamente:

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

⚠️ Errori comuni

• «Modulo da 4 A, carico da 3 A — dovrebbe funzionare, ma si surriscalda»: 4 A è il valore nominale con un dissipatore adeguato. Senza, il massimo reale è ~2 A. Aggiungere un dissipatore da 40×40 mm.

• «Funziona bene per 10 minuti, poi sfarfalla»: La protezione termica del TRIAC si attiva dopo il riscaldamento. Aggiungere un dissipatore o ridurre il carico.

• «Ho aggiunto il dissipatore, ora l'involucro del dispositivo è caldo»: L'aletta metallica del TRIAC è sotto tensione di rete. Un pad isolante TO-220 tra l'aletta e il dissipatore è obbligatorio.

• «Il TRIAC si è bruciato — il carico è sempre al 100 %»: Un TRIAC guasto va in cortocircuito. Il carico riceve piena potenza senza controllo. Il modulo deve essere sostituito completamente.

• «Motore da 200 W — sembra poco, dovrebbe andare senza dissipatore»: I carichi motore sono più gravosi dei carichi resistivi della stessa potenza: corrente reattiva, corrente di spunto (5–8× nominale all'avvio), picchi dv/dt allo spegnimento. Dissipatore + snubber sono entrambi necessari.

• «Striscia LED da 100 W su dimmer — il modulo si scalda»: Una striscia LED con alimentatore switching non è un carico resistivo. L'alimentatore carica i condensatori di ingresso all'inizio di ogni semiperiodo: quando il TRIAC si apre, un impulso di corrente di spunto 5–10× superiore alla corrente nominale vi scorre attraverso. Questi impulsi I²t riscaldano il TRIAC molto più di un carico resistivo equivalente. Vedere: load-types/led-lamp-compatibility-triac.md

Controllo rapido

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