Перегрев TRIAC: AC-диммер греется или выходит из строя

Кратко: TRIAC — активный элемент с падением напряжения ~1,2 В. При токах нагрузки выше 2 А он рассеивает несколько ватт тепла. Без теплоотвода: перегрев, срабатывание термозащиты или необратимый выход из строя. С индуктивными нагрузками (двигатели, трансформаторы) условия ещё жёстче. Решение: радиатор, соблюдение номинального тока и снаббер для индуктивных нагрузок.

Описание проблемы

Диммер работает, но через некоторое время:

• Корпус модуля горячий (>60 °C на ощупь)
• Нагрузка мерцает через несколько минут работы
• Модуль отключается сам (термозащита TRIAC)
• TRIAC пробит — нагрузка либо всегда на 100%, либо не включается
• Запах гари от модуля

Всё это признаки перегрева TRIAC.

Типичные сообщения на форумах:

• «Модуль диммера сильно нагревается через 10 минут»
• «Модуль работал нормально, потом лампа зависла на полной яркости»
• «Запах гари от модуля диммера»
• «Диммер мерцает после прогрева»

Причина проблемы

Тепловыделение TRIAC

Когда TRIAC открыт (проводит ток), на нём присутствует падение напряжения ~1,0–1,5 В (зависит от чипа). Это превращается в тепло:

P [Вт] = Vt × I_нагрузки
Vt ≈ 1,2 В (типично для BTA16, BTA24)
Примеры:
  Лампа 40 Вт  / 220 В: I = 0,18 А → P ≈ 0,2 Вт  (не критично)
  Лампа 100 Вт / 220 В: I = 0,45 А → P ≈ 0,5 Вт  (не критично)
  Лампа 200 Вт / 220 В: I = 0,91 А → P ≈ 1,1 Вт  (радиатор желателен)
  Нагреватель 500 Вт:   I = 2,3 А  → P ≈ 2,8 Вт  (радиатор необходим)
  Нагреватель 1 кВт:    I = 4,5 А  → P ≈ 5,4 Вт  (радиатор обязателен)
  Нагреватель 2 кВт:    I = 9,1 А  → P ≈ 10,9 Вт (большой радиатор + обдув)

При диммировании тепловыделение снижается — но не пропорционально мощности. Из-за нелинейности фазового управления при setPower(50%) средний ток составляет ≈ 60–70% от максимального → тепло ≈ 60–70% от максимума. Выбирайте радиатор по максимальной мощности нагрузки, а не по рабочей точке диммирования.

С индуктивными нагрузками (двигатели, трансформаторы) тепловыделение выше из-за реактивного тока и более жёстких условий коммутации.

Номинальный ток без радиатора

Номинальный ток модуля (4 А, 8 А) указан с радиатором. Без него безопасный максимум — примерно половина:

Решения

🟢 Установить радиатор на TRIAC

ℹ️ Пользователям rbdimmer: модули rbdimmer уже включают необходимый теплоотвод для номинального тока. Модули 16A/24A/40A имеют встроенный алюминиевый радиатор, вентилятор и датчик NTC. Рекомендации ниже относятся к сторонним диммерам или если вы собираете диммер самостоятельно.

Самое простое и эффективное решение — радиатор. Для любой нагрузки выше 200–300 Вт это обязательный шаг.

TRIAC выполнен в корпусе TO-220 с металлическим фланцем — радиатор крепится к этому фланцу.

Выбор радиатора по мощности нагрузки:

⚠️ Безопасность прежде всего: металлический фланец TRIAC гальванически соединён с сетью 220 В. Перед установкой радиатора в корпус устройства обязательно используйте изолирующую прокладку TO-220 (слюдяную или силиконовую) и пластиковую шайбу под винт. Без изоляции корпус устройства окажется под напряжением 220 В.

Монтаж:

[Алюминиевый радиатор]
       ↕ термопаста / термопрокладка
[Изолирующая прокладка TO-220]  ← обязательно для закрытых устройств
[Металлический фланец TRIAC]  ← винт M3 с пластиковой шайбой
       |
[PCB модуля]

🔵 Снаббер для индуктивных нагрузок

Двигатель, трансформатор, насос? Фазовое управление индуктивными нагрузками создаёт всплески напряжения и нагрузку на TRIAC — нужна RC-цепочка.

При индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения по фазе. TRIAC выключается при реальном нуле тока, а не нуле напряжения — возникает всплеск dv/dt, который:

• Термически нагружает TRIAC (импульс тока при каждом включении)
• Может вызвать ложное срабатывание (самопроизвольное включение)
• Сокращает срок службы TRIAC

ℹ️ Пользователям rbdimmer: все модули rbdimmer уже имеют RC-снаббер на плате. Внешний снаббер не нужен. Если вы используете сторонний диммер — проверьте наличие RC-фильтра на плате перед подключением индуктивной нагрузки.

RC-снаббер подключается параллельно TRIAC (между выводами MT1 и MT2):

Фаза ──┬─── [TRIAC] ───┬─── Нагрузка (двигатель) ─── Нейтраль
       │               │
       └── [R 100 Ω]───┘
       └── [C 100 нФ, X2 400 В]
       (оба компонента параллельно TRIAC)

Номиналы компонентов для 220 В 50/60 Гц:

• R = 68–100 Ом, номинальная мощность 1–2 Вт (керамический или металлоплёночный)
• C = 47–100 нФ, класс X2, на 400 В

⚠️ Конденсатор должен быть класса X2 (рассчитан на прямое подключение к сети 220 В). Обычный электролитический, керамический на 50–100 В или любой конденсатор без маркировки X2/Y2 — опасен и может взорваться.

Когда снаббер обязателен:

🔵 Для мощных модулей (16A+): rbdimmerThermalESP32

Используете мощный rbdimmer (16 А, 24 А, 40 А) с ESP32? Встроенный датчик NTC, вентилятор и термоконтроль уже на плате.

Модули rbdimmer номиналом 16 А и выше включают:

• Алюминиевый радиатор на TRIAC
• Встроенный вентилятор 5 В
• Термистор NTC10 в радиаторе для мониторинга температуры

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);
}

Что библиотека делает автоматически:

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

⚠️ Частые ошибки

• «Модуль на 4 А, нагрузка 3 А — должен работать, но перегревается»: 4 А — это номинал с правильным радиатором. Без него реальный максимум ~2 А. Добавьте радиатор 40×40 мм.

• «Работает нормально 10 минут, потом мерцает»: Срабатывает термозащита TRIAC после прогрева. Добавьте радиатор или уменьшите нагрузку.

• «Поставил радиатор, теперь корпус устройства горячий»: Металлический фланец TRIAC под напряжением. Изолирующая прокладка TO-220 между фланцем и радиатором обязательна.

• «TRIAC сгорел — нагрузка всегда на 100%»: При выходе из строя TRIAC замыкается накоротко. Нагрузка получает полную мощность без управления. Модуль нужно заменить полностью.

• «Двигатель 200 Вт — вроде немного, без радиатора можно»: Моторные нагрузки жёстче резистивных той же мощности: реактивный ток, пусковой ток (5–8× от номинала при запуске), всплески dv/dt при отключении. Радиатор + снаббер — оба обязательны.

• «LED-лента 100 Вт на диммере — модуль греется»: LED-лента с импульсным блоком питания — не резистивная нагрузка. БП заряжает входные конденсаторы в начале каждого полупериода: когда TRIAC открывается, через него протекает пусковой импульс в 5–10× выше номинального тока. Эти импульсы I²t нагревают TRIAC значительно сильнее, чем эквивалентная резистивная нагрузка. См.: load-types/led-lamp-compatibility-triac.md

Экспресс-проверка

Связанные проблемы

• Мерцание LED с диммером → load-types/led-flicker-triac-dimmer.md
• Совместимость LED-ламп с TRIAC-диммером → load-types/led-lamp-compatibility-triac.md
• Диммер не регулирует (ошибка PWM) → troubleshooting/ac-dimmer-not-pwm.md

Остались вопросы?

Ask on forum.rbdimmer.com or open a GitHub Issue.