Controlul fazei triac folosind PWM proporțional de timp

Un control al fazei triac folosind un circuit PWM poate fi util numai dacă este implementat utilizând un format proporțional cu timpul, altfel răspunsul ar putea fi întâmplător și ineficient.

În câteva dintre articolele mele anterioare, prezentate mai jos:

Circuit regulator simplu ventilator controlat de la distanță

Buton regulator ventilator cu circuit afișaj

Circuit Dimmer pentru becuri LED

Am discutat despre utilizarea PWM pentru inițierea unui circuit de control al fazei triac, cu toate acestea, deoarece proiectele nu includ o tehnologie proporțională cu timpul, răspunsul acestor circuite ar putea fi neregulat și ineficient.

În acest articol vom învăța cum să corectăm același lucru folosind teoria proporțională cu timpul, astfel încât executarea să se realizeze printr-un mod bine calculat și mult mai eficient.

Ce este controlul fazei proporțional cu timpul folosind triac sau tiristoare?

Este un sistem în care triac este declanșat cu lungimi calculate ale impulsurilor PWM permițând triacului să conducă intermitent pentru lungimi specifice ale frecvenței rețelei 50/60 Hz, determinate de pozițiile pulsului PWM și perioadele de timp.

Perioada medie de conducere a triacului determină ulterior puterea medie pentru care sarcina poate fi alimentată sau controlată și care execută controlul sarcinii necesar.

De exemplu, după cum știm că faza de rețea cuprinde 50 de cicluri pe secundă, prin urmare, dacă triacul este declanșat să conducă intermitent de 25 de ori cu o rată de 1 ciclu ON și 1 ciclu OFF perioade, atunci sarcina ar putea fi de așteptat să să fie controlat cu 50% putere. În mod similar, ar putea fi implementate alte proporții de timp ON OFF pentru a genera cantități corespunzătoare de intrări de putere mai mari sau mai mici la sarcină.

Controlul fazei proporțional cu timpul este implementat utilizând două moduri, modul sincron și modul asincron, în care modul sincron se referă la pornirea triacului doar la treceri zero, în timp ce în modul asincron triacul nu este comutat în mod specific la treceri zero, ci instantaneu în orice locații aleatorii, pe ciclurile de fază respective.

În modul asincron, procesul poate induce un nivel semnificativ de RF, în timp ce acesta poate fi semnificativ redus sau absent în modul sincron datorită comutării de trecere zero a triacului.

Cu alte cuvinte, dacă triacul nu este pornit în mod specific la zero treceri, mai degrabă la orice valoare de vârf aleatorie, atunci acest lucru poate da naștere la zgomot RF în atmosferă, de aceea este întotdeauna recomandat să utilizați un comutare de trecere zero, astfel încât zgomotul RF să poată fi eliminat în timpul operațiilor triac.

Cum functioneaza

Următoarea ilustrație arată cum poate fi executat un control de fază proporțional cu timpul folosind PWM-uri temporizate:

1) Prima formă de undă din figura de mai sus prezintă un semnal normal de fază AC de 50Hz constând dintr-un impuls sinusoidal de creștere și coborâre de 330V, pozitiv și negativ, în raport cu linia zero centrală. Această linie zero centrală este denumită linia de trecere zero pentru semnalele de fază AC.

Triacul poate fi de așteptat să conducă semnalul afișat continuu dacă declanșatorul său de poartă DC este continuu fără pauze.

2) A doua figură arată cum un triac poate fi forțat să conducă numai în timpul semiciclurilor pozitive ca răspuns la declanșatoarele sale de poartă (PWM afișat în roșu) la fiecare trecere alternativă zero pozitivă a ciclurilor de fază. .

3) A treia figură arată un răspuns identic în care impulsurile sunt temporizate pentru a produce alternativ la fiecare trecere zero negativă a fazei AC, ceea ce are ca rezultat și un control de fază de 50% pentru triac și sarcină.

Cu toate acestea, producerea unor astfel de PWM temporizate la diferite noduri de trecere zero calculate poate fi dificilă și complexă, prin urmare, o abordare ușoară pentru obținerea oricărei proporții dorite de control de fază este folosirea trenurilor de impuls temporizate, așa cum se arată în figura a 4-a de mai sus.

4) În această figură se pot observa rafale de 4 PWM după fiecare ciclu de fază alternativă, ceea ce duce la o reducere de aproximativ 30% a operației triac și la fel pentru sarcina conectată.

Poate fi interesant de observat că aici 3nozele medii ale impulsurilor sunt impulsuri inutile sau ineficiente, deoarece după primul impuls triacul se blochează și, prin urmare, cele 3 impulsuri medii nu au efect asupra triacului, iar triacul continuă să conducă până la următorul zero traversare acolo unde este declanșată de cel de-al 5-lea (ultimul) impuls care permite triacului să se blocheze pentru următorul ciclu negativ. După aceasta, de îndată ce se atinge următoarea trecere zero, absența oricărui alt PWM inhibă conducerea triacului și este întrerupt, până la următorul impuls la următoarea trecere zero, care repetă pur și simplu procesul pentru triac și operațiunile sale de control de fază. .

În acest mod, pot fi generate alte trenuri de impuls PWM proporționale în timp pentru poarta triac, astfel încât să poată fi implementate diferite măsuri de control al fazei, după preferință.

Într-unul din articolele noastre următoare vom afla despre un circuit practic pentru realizarea controlului fazei triac discutate mai sus folosind circuitul PWM proporțional cu timpul