A PWM áramkört használó triac fázisvezérlés csak akkor lehet hasznos, ha időarányos formátumban valósul meg, különben a válasz véletlenszerű és nem hatékony.
Néhány korábbi cikkemben, az alábbiak szerint:
Egyszerű távirányítású ventilátorszabályozó áramkör
Nyomógombos ventilátor szabályozó kijelző áramkörrel
Dimmer áramkör LED izzókhoz
Megvitattam a PWM használatát egy triakus fázisvezérlő áramkör elindításához, azonban mivel a tervek nem tartalmaztak időarányos technológiát, az ezekből az áramkörökből adódó válasz hibás és nem hatékony.
Ebben a cikkben megtudhatjuk, hogyan lehet ugyanezt kijavítani az időarányos elmélet segítségével úgy, hogy a végrehajtás jól kiszámított módon és sokkal hatékonyabban történjen.
Mi az időarányos fázisszabályozás triakokkal vagy tirisztorokkal?
Ez egy olyan rendszer, amelyben a triacot a PWM impulzusok kiszámított hosszúságával indítják el, lehetővé téve a triac számára, hogy a hálózati 50/60 Hz frekvencia meghatározott hosszúságai között szakaszosan végezzen, a PWM impulzus pozícióinak és időtartamainak meghatározása alapján.
A triac átlagos vezetési periódusa ezután meghatározza azt az átlagos teljesítményt, amelyre a terhelést lehet hajtani vagy vezérelni, és amely végrehajtja a szükséges terhelés-szabályozást.
Például, mivel tudjuk, hogy a hálózati fázis másodpercenként 50 ciklust tartalmaz, ezért ha a triacot 25 ciklusos szakaszos működtetésre indítják 1 ciklus BE és 1 ciklus KI periódusokkal, akkor várhatóan a terhelés 50% -os teljesítménnyel vezérelhető. Hasonlóképpen más ON OFF időarányok is megvalósíthatók a terhelés nagyobb vagy alacsonyabb teljesítménybevitelének megfelelő mennyiségének előállításához.
Az időarányos fázisvezérlés két mód, a szinkron mód és az aszinkron mód segítségével valósul meg, ahol a szinkron mód a triac bekapcsolására utal csak nulla keresztezésnél, míg aszinkron módban a triac nincs külön kapcsolva nulla keresztezésnél, hanem pillanatnyi bármely véletlenszerű helyen, a megfelelő fázisciklusokban.
Aszinkron módban a folyamat jelentős RF-szintet indukálhat, míg ez jelentősen csökkenhet vagy hiányozhat a szinkron módban a triac nulla kereszteződésének köszönhetően.
Más szavakkal, ha a triac nincs külön bekapcsolva nulla keresztezésnél, hanem bármilyen véletlenszerű csúcsértéknél, akkor ez RF zajt okozhat a légkörben, ezért mindig ajánlott egy nulla keresztezési kapcsolás az RF zaj megszüntetése érdekében a triac műveletek során.
Hogyan működik
Az alábbi ábra azt mutatja be, hogy az időarányos fázisvezérlés hogyan hajtható végre időzített PWM-ek segítségével:
1) A fenti ábra első hullámalakja egy normál 50 Hz-es váltakozó áramú fázisjelet mutat, amely egy szinuszos emelkedő és csökkenő 330 V csúcs pozitív és negatív impulzusból áll, a központi nulla vonalhoz viszonyítva. Ezt a központi nulla vonalat nevezzük nulla keresztezési vonalnak az AC fázisjeleknél.
A triac várhatóan folyamatosan továbbítja a bemutatott jelet, ha a kapu egyenáramú triggerje folyamatos, szünetek nélkül.
2) A második ábra azt mutatja be, hogy a triac miként kényszerülhet csak pozitív félciklusok alatt vezetni a kapuindítóinak (PWM piros színnel jelölt) válaszaként a fázisciklusok minden alternatív pozitív nulla keresztezésénél. Ez 50% -os fázisszabályozást eredményez .
3) A harmadik ábra azonos választ mutat, ahol az impulzusokat időzítve váltakozva állítják elő az AC fázis minden negatív nulla keresztezésénél, ami szintén 50% -os fázisszabályozást eredményez a triac és a terhelés számára.
Az ilyen időzített PWM-ek előállítása különböző számított nulla keresztezési csomópontoknál azonban nehéz és bonyolult, ezért a fázisvezérlés kívánt arányának megszerzéséhez egyszerű megközelítés az időzített impulzusos vonatok alkalmazása, amint az a fenti 4. ábrán látható.
4) Ebben az ábrán 4 PWM törés látható minden alternatív fázis ciklus után, ami a triac működésének körülbelül 30% -os csökkenését és ugyanannyit eredményez a csatlakoztatott terhelésnél.
Érdekes lehet észrevenni, hogy itt a középső impulzusok haszontalanok vagy hatástalanok, mert az első impulzus után a triac reteszelődik, és ezért a középső 3 impulzusnak nincs hatása a triacra, és a triac folytatja a következő nulla értéket kereszteződés ott, ahol az azt követő 5. (utolsó) impulzus váltja ki, lehetővé téve a triac számára, hogy bekapcsolódjon a következő negatív ciklusra. Ezt követően, amint eléri a következő nulla keresztezést, további PWM hiánya gátolja a triac vezetését, és kikapcsol, amíg a következő impulzus a következő nulla keresztezésnél meg nem ismétli a triac folyamatát és annak fázisszabályozási műveleteit .
Ily módon más időarányos PWM impulzusvonatok generálhatók a triac kapu számára, hogy a fázisszabályozás különböző intézkedései megvalósíthatók legyenek preferenciánk szerint.
A következő cikkek egyikében megismerhetünk egy gyakorlati áramkört a fent tárgyalt triac fázisszabályozás eléréséhez időarányos PWM áramkör használatával
Előző: RFID-olvasó áramkör Arduino használatával Következő: RFID biztonsági zár áramkör - teljes programkód és tesztelési részletek
