A triac fázisvezérlő áramkörben a triacot csak az AC félciklusok bizonyos részein kapcsolja BE, ezáltal a terhelés csak az AC hullámforma azon időszakában működik. Ez a terhelés ellenőrzött áramellátását eredményezi.
A triakokat népszerűen a nagy teljesítményű váltakozó áramú terhelések kapcsolására szolgáló relé szilárdtest-cseréjeként használják. Van azonban egy másik nagyon hasznos tulajdonsága a triakoknak, amely lehetővé teszi, hogy teljesítményszabályozóként használják őket egy adott terhelés kívánt kívánt teljesítményszinteken történő vezérléséhez.
Ez alapvetően néhány módszerrel valósul meg: fázisvezérlés és nulla feszültség kapcsolás.
A fázisvezérlő alkalmazás általában olyan terhelésekre alkalmas, mint a fényerő-szabályozók, az elektromos motorok, a feszültség- és áramszabályozási technikák.
A nulla feszültség kapcsolása megfelelőbb olyan nyugalmi terheléseknél, mint az izzólámpák, fűtőberendezések, forrasztópáka, gejzírek stb. Bár ezek fázisszabályozási módszerrel is vezérelhetők.
Hogyan működik a triac fázisszabályozás
A Triac aktiválhatóvá válhat az alkalmazott váltakozó áramú félciklus bármely részén, és továbbra is vezetési módban lesz, amíg az AC félciklus el nem éri a nulla keresztezési vonalat.
Ez azt jelenti, hogy amikor az egyes váltakozó áramú félciklusok elején egy triac indul, a Triac lényegében bekapcsol, mint egy be / ki kapcsoló, be van kapcsolva.
Tegyük fel azonban, hogy ha ezt a kiváltó jelet valahol az AC ciklus hullámalakjának felénél alkalmazzák, akkor a Triac számára lehetővé tennék, hogy egyszerűen csak a fél ciklus hátralévő periódusára vezessen.
És mivel a A Triac aktiválódik csak az időszak felében arányosan, körülbelül 50% -kal csökkenti a terhelésre adott energiát (1. ábra).
Így a terhelésre jutó teljesítmény mennyisége tetszőleges szinten szabályozható, pusztán az AC fázis hullámalakjának triaci kiváltó pontjának változtatásával. Így működik a fázisszabályozás egy triac segítségével.
Fénytompító alkalmazás
NAK NEK szokásos fénytompító áramkör az alábbi 2. ábra mutatja be. Minden váltóáramú félciklus során a 0,1 µf-os kondenzátor feltöltődik (a vezérlőpotenciométer ellenállása révén), amíg a 30-32-es feszültségszintet el nem érik a tűin.
Ezen a szint körül az indító dióda (diac) kénytelen lőni, és a feszültség átmegy a trigon kapuján.
NAK NEK neonlámpa alkalmazható a diakónus ugyanazért a válaszért. Az az idő, amelyet a 0,1 µf kondenzátor tölt fel a diac égési küszöbéig, függ a vezérlő potenciométer ellenállásának beállításától.
Most tegyük fel, ha a potenciométer nulla ellenállásra állítva, a kondenzátor azonnali feltöltődést eredményez a diac tüzelési szintjéig, ami viszont a teljes váltakozó áramkör félciklusának vezetéséhez vezet.
Másrészt, ha a potenciométert úgy állítják be, akkor a maximális ellenállási érték okozhatja a kondenzátor csak addig kell tölteni a lövési szintig, amíg a félciklus majdnem el nem éri a célpontját. Ez lehetővé teszi a
A Triac csak nagyon rövid ideig vezet, míg az AC hullámforma a fél ciklus végén halad keresztül.
Bár a fent bemutatott dimmer áramkör valóban egyszerű és olcsón megépíthető, egy jelentős korlátozást tartalmaz - ez nem teszi lehetővé a terhelés zökkenőmentes szabályozását nullától a maximumig.
Miközben forgatjuk a potenciométert, előfordulhat, hogy a terhelési áram meglehetősen hirtelen emelkedik nulláról néhány magasabb szintre, ahonnan ezt csak akkor lehet simán működtetni a magasabb vagy az alacsonyabb szinteken.
Abban az esetben, ha a váltóáramú tápellátás rövid időre megszakad, és a lámpa megvilágítása ezen „ugrás” (hiszterézis) szint alatt van, a lámpa kikapcsolva marad az áramellátás végleges helyreállítása után is.
Hogyan lehet csökkenteni a hiszterézist
Ez hiszterézis hatása lényegesen lecsökkenthető a kivitel megvalósításával, amint azt az alábbi 3. ábra áramköre mutatja.
Javítás: Kérjük, cserélje ki az RFI tekercs 100 uF-ját 100 uH-ra
Ez az áramkör kiválóan működik, mint a háztartási fénytompító . Minden alkatrész felszerelhető a fali kapcsolótábla hátuljába, és ha a terhelés 200 watt alatt van, a Triac hűtőbordától függetlenül működhet.
Gyakorlatilag 100% -os hiszterézis hiánya szükséges a zenekari előadásokban és a színházakban használt fényerő-szabályozók számára, hogy lehetővé tegyék a lámpák következetes megvilágítás-szabályozását. Ez a funkció úgy valósítható meg, hogy az alábbi 4. ábrán bemutatott áramkörrel dolgozunk.
Javítás: Kérjük, cserélje ki az RFI tekercs 100 uF-ját 100 uH-ra
A Triac Power kiválasztása
Az izzók hihetetlenül nagy áramot húznak abban az időszakban, amikor az izzószál eléri üzemi hőmérsékletét. Ez kapcsolja BE a túlfeszültséget az áram 10-12-szeresével meghaladhatja a triac névleges áramát.
Szerencsére a háztartási izzók csak néhány váltakozó áramú ciklus alatt képesek elérni az üzemi hőmérsékletüket, és ezt a rövid ideig tartó nagy áramot a Triac minden probléma nélkül könnyen elnyeli.
Előfordulhat azonban, hogy a színházi megvilágításnál nem ugyanaz a helyzet, amikor a nagyobb teljesítményű izzók sokkal hosszabb időt igényelnek az üzemi hőmérsékletük eléréséhez. Az ilyen típusú alkalmazásokhoz a Triac-ot a tipikus maximális terhelés legalább ötszörösére kell értékelni.
Feszültségingadozás a triak fázisvezérlő áramkörökben
Az eddig megjelenített triac fázisvezérlő áramkörök mindegyike feszültségfüggő - vagyis kimeneti feszültségük változik a bemeneti tápfeszültség változására reagálva. Ez a feszültségfüggés kiküszöbölhető egy zener dióda alkalmazásával, amely képes stabilizálni és állandóan tartani a feszültséget az időzítő kondenzátoron (4. ábra).
Ez a beállítás segít gyakorlatilag állandó kimenetet fenntartani, függetlenül a hálózati váltakozó áramú bemeneti feszültség jelentős változásától. Rendszeresen megtalálható fényképészeti és egyéb alkalmazásokban, ahol elengedhetetlenné válik a rendkívül stabil és rögzített fényszint.
Fénycső vezérlése
Az összes eddig ismertetett fázisvezérlő áramkörre hivatkozva az izzólámpák a meglévő otthoni világítási rendszer további változtatásai nélkül kezelhetők voltak.
Tompítás A fluoreszkáló lámpák ilyen triac fázisvezérléssel is lehetségesek. Amikor a halogénlámpa külső hőmérséklete 2500 ° C alá csökken, a regeneráló halogénciklus működésképtelenné válik.
Ez azt eredményezheti, hogy a volfrám izzószál lerakódik a lámpa falán, csökkentve az izzószál élettartamát, és korlátozva a megvilágítás üvegen való átadását is. Egy olyan beállítást, amelyet gyakran alkalmaznak a fent áttekintett áramkörök egy részével együtt, az 5. ábra szemlélteti
Ez a beállítás a sötétség beálltával bekapcsolja a lámpákat, és hajnalban újra kikapcsolja őket. A fotócellának látnia kell a környező fényt, de árnyékolva kell lennie a vezérelt lámpától.
Motor fordulatszám-szabályozás
A Triac fázis-vezérlés lehetővé teszi a villanymotorok fordulatszáma . A soros tekercselésű motor általános típusát olyan áramkörökön keresztül lehet szabályozni, mint a fénytompításhoz.
A megbízható kommutáció garantálásához azonban egy kondenzátort és egy soros ellenállást párhuzamosan kell összekapcsolni a Triacon (6. ábra).
Ezzel a beállítással a motor fordulatszáma változhat a terhelés és a tápfeszültség változására reagálva,
Azonban az olyan alkalmazásoknál, amelyek nem kritikusak (például a ventilátor fordulatszám-szabályozása), amelyekben a terhelés adott sebességgel rögzített, az áramkör nem igényel változtatásokat.
A motor fordulatszáma, amelyet általában előre beprogramozva a terhelési viszonyok változása mellett is állandóan tartanak, hasznos jellemzőnek tűnik az elektromos szerszámok, a laboratóriumi keverők, az óragyártó esztergák fazekas kerekei stb. Számára. , az SCR általában egy félhullámú elrendezésben szerepel (7. ábra).
Az áramkör korlátozottan működik elég jól motor fordulatszáma bár sebezhető lehet a kis sebességű „csuklásnak”, és a félhullámú működési szabály nagyon stabilan gátolja a stabil működést az 50% -os sebességtartomány felett. A 8. ábra egy olyan terhelésérzékelő fázis-vezérlő áramkört mutat, ahol egy Triac teljes nullától a maximális irányításig teljesít.
Az indukciós motor fordulatszámának szabályozása
Indukciós motorok a sebességet Triacs segítségével is lehet szabályozni, bár néhány nehézséggel találkozhat, különösen ha osztott fázisú vagy kondenzátor indító motorokról van szó. Normál esetben az indukciós motorokat teljes és fél sebesség között lehet szabályozni, mivel ezek nincsenek 100% -osan terhelve.
A motor hőmérséklete meglehetősen megbízható referenciaként használható. A hőmérséklet soha nem lépheti túl a gyártó előírásait, bármilyen sebességgel.
Ismét a fenti 6. ábrán látható továbbfejlesztett fénytompító áramkör alkalmazható, azonban a terhelést a szaggatott vonalakon feltüntetett alternatív helyen kell csatlakoztatni
A transzformátor feszültségének változása a fázisvezérlésen keresztül
A fent ismertetett áramkört fel lehet használni a transzformátor primer oldalsó tekercsében lévő feszültség szabályozására is, ezáltal változó sebességű másodlagos kimenetet nyerhetünk.
Ezt a kialakítást különféle mikroszkóp lámpavezérlőkben alkalmazták. Változtatható nulla beállítást kaptunk a 47K-os ellenállás 100 k-os potenciométerrel történő cseréjével.
A fűtési terhelések szabályozása
Az eddig tárgyalt különféle triak fázisvezérlő áramkörök alkalmazhatók a fűtőtest típusú terheléses alkalmazásokra, bár a vezérelt terhelés hőmérséklete változhat a bemenő váltakozó feszültség és a környező hőmérséklet változásával. Az ilyen változó paramétereket kompenzáló áramkört a 10. ábra szemlélteti.
Hipotetikusan ez az áramkör stabilan tarthatja a hőmérsékletet az előre meghatározott pont 1% -án belül, függetlenül a váltóáramú hálózati feszültség változásától +/- 10%. A pontos általános teljesítmény meghatározható a rendszer felépítésével és kialakításával, ahol a vezérlőt alkalmazzák.
Ez az áramkör viszonylagos vezérlést biztosít, ami azt jelenti, hogy a teljes teljesítmény a fűtési terhelésnek adódik, amikor a terhelés kezd felmelegedni, majd valamilyen felénél a teljesítmény csökken egy olyan méréssel, amely arányos a tényleges hőmérséklet közötti különbséggel. a terhelés és a terhelés tervezett hőmérséklete.
Az arányos tartomány egy „erősítés” vezérléssel változtatható. Az áramkör egyszerű, mégis hatékony, azonban tartalmaz egy jelentős hátrányt, amely alapvetően könnyebb terhelésekre korlátozza használatát. Ez a kérdés a nagy rádiózavarok kibocsátására vonatkozik, a triac fázis aprítása miatt.
Rádiófrekvenciás interferencia a fázisvezérlő rendszerekben
Minden triac fázisvezérlő eszköz hatalmas mennyiségű rádiófrekvenciás zavart (rádiófrekvenciás interferencia vagy RFI) indít el. Ez alapvetően alacsonyabb és mérsékeltebb frekvenciákon történik.
A rádiófrekvenciás sugárzást az összes közeli közepes hullámú rádió, sőt, az audio berendezések és az erősítők is erősen felveszik, irritáló, hangos csengő hangot keltve.
Ez az RFI hatással lehet a kutató laboratóriumi berendezésekre, különösen a pH-mérőkre is, ami kiszámíthatatlan számítógépek és más hasonló érzékeny elektronikus eszközök működését eredményezheti.
Az RFI csökkentésének megvalósítható megoldása az RF induktor sorozatának hozzáadása az áramvezetékkel (az áramkörökben L1-ként jelölve). Megfelelően méretezett fojtót úgy lehet kialakítani, hogy 40-50 fordulatot szuperzománcozott rézhuzalból tekercselünk egy kis ferritrúdra vagy bármilyen ferritmagra.
Ez kb. 100 uH nagymértékben elnyomja az RFI rezgéseket. A fokozott elnyomás érdekében elengedhetetlen lehet a lehető legnagyobb fordulatszám maximalizálása, vagy akár 5 H induktivitás.
Az RF fojtás hátránya
Az ilyen típusú RF tekercs alapú triac fázisvezérlő áramkör bukása az, hogy a terhelés teljesítményét a fojtó vezeték vastagságának megfelelően kell figyelembe venni. Ahhoz, hogy a terhelés kilowatt-tartományban legyen, akkor az RF fojtóhuzalnak elég vastagnak kell lennie, és ezáltal a tekercs mérete jelentősen megnő és terjedelmes lesz.
A rádiófrekvenciás zaj arányos a terhelés teljesítményével, így a nagyobb terhelések nagyobb rádiófrekvenciás emissziót okozhatnak, ami jobb szuppressziós áramkört igényel.
Lehet, hogy ez a kérdés nem annyira súlyos induktív terhelések mint a villanymotorok, mivel ilyenkor a teher tekercselés maga is csillapítja az RFI-t. A Triac Phase vezérlés egy további kérdéssel is jár - ez a terhelési teljesítmény tényező.
A terhelési teljesítménytényező negatívan befolyásolható, és ezt a kérdést az energiaellátás szabályozói meglehetősen komolyan veszik.
Előző: LM10 Op erősítő alkalmazási áramkörök - 1,1 V feszültséggel működik Következő: Szinusz-koszinusz hullámforma generátor áramkör
