Triac-fasekontrol ved hjælp af PWM-tidsproportionel

En triac-fasekontrol ved hjælp af et PWM-kredsløb kan kun være nyttigt, hvis det implementeres ved hjælp af et tidsproportionalt format, ellers kan svaret være tilfældigt og ineffektivt.

I et par af mine tidligere artikler som angivet nedenfor:

Simpel fjernstyret ventilatorregulator kredsløb

Trykknapblæserregulator med skærmkredsløb

Dæmperkredsløb til LED-pærer

Jeg diskuterede om brugen af ​​PWM til initiering af et triac-fasekontrolkredsløb, men da designene ikke inkluderede en tidsproportionel teknologi, kunne responsen fra disse kredsløb være uregelmæssig og ineffektiv.

I denne artikel lærer vi, hvordan man retter det samme ved hjælp af tids-proportional teori, så udførelsen sker på en velberegnet måde og meget effektivt.

Hvad er tidsforholdsmæssig fasekontrol ved hjælp af Triacs eller Thyristors?

Det er et system, hvor triac udløses med beregnede længder af PWM-impulser, der tillader triac at intermitterende udføre i specifikke længder af lysnetfrekvensen 50/60 Hz som bestemt af PWM-pulspositioner og tidsperioder.

Den gennemsnitlige ledningsperiode for triacen bestemmer efterfølgende det gennemsnitlige output, for hvilket belastningen kan drives eller styres, og som udfører den krævede belastningskontrol.

For eksempel, som vi ved, at lysnettet består af 50 cyklusser pr. Sekund, så hvis triacen udløses til at udføre intermitterende i 25 gange med en hastighed på 1 cyklus ON og 1 cyklus OFF perioder, kunne belastningen forventes at styres med 50% effekt. Tilsvarende kunne andre ON OFF-tidsproportioner implementeres til at generere tilsvarende mængder af højere eller lavere effektindgange til belastningen.

Tidsproportionel fasestyring implementeres ved hjælp af to tilstande, synkron tilstand og asynkron tilstand, hvor synkron tilstand kun henviser til indkobling af triac ved kun nul krydsninger, mens i asynkron tilstand triac ikke specifikt skiftes ved nul kryds, snarere øjeblikkelig på ethvert tilfældigt sted på de respektive fasecyklusser.

I den asynkrone tilstand kan processen inducere betydelige niveauer af RF, mens dette kan være signifikant reduceret eller fraværende i den synkrone tilstand på grund af nulkrydsningsskiftet for triac.

Med andre ord, hvis triac ikke specifikt er tændt ved nul krydsninger, snarere ved en vilkårlig spidsværdi, kan dette give anledning til RF-støj i atmosfæren, derfor anbefales det altid at bruge en nul krydsningskobling, så RF-støj kunne elimineres under triac-operationerne.

Hvordan det virker

Følgende illustration viser, hvordan en tidsproportional fasekontrol kan udføres ved hjælp af tidsindstillede PWM'er:

1) Den første bølgeform i ovenstående figur viser et normalt 50Hz vekselstrømsfasesignal bestående af en sinusformet stigende og faldende 330V spids positive og negative impulser i forhold til den centrale nul linje. Denne centrale nul-linje betegnes som nul-krydsningslinjen for AC-fasesignalerne.

Det kan forventes, at triac'en udfører det viste signal kontinuerligt, hvis gate-DC-triggeren er kontinuerlig uden pauser.

2) Den anden figur viser, hvordan en triac kun kan tvinges til at udføre under positive halve cyklusser som reaktion på dens gate-udløsere (PWM vist i rødt) ved hver anden positive positive nulkrydsning af fasecyklerne. Dette resulterer i en 50% fasekontrol .

3) Den tredje figur viser et identisk svar, hvor pulserne er tidsindstillet til at producere skiftevis ved hver negativ nulkrysning af vekselstrømsfasen, hvilket også resulterer i en 50% fasekontrol for triacen og belastningen.

Imidlertid kan det være vanskeligt og komplekst at producere sådanne tidsindstillede PWM'er ved forskellige beregnede nulkrydsningsnoder, og derfor er en nem tilgang til at opnå en hvilken som helst ønsket andel af fasestyring at anvende timede pulstog som vist i 4. figur ovenfor.

4) I denne figur kan der ses burst på 4 PWM'er efter hver anden fasecyklus, hvilket resulterer i ca. 30% reduktion i triac-operationen og det samme for den tilsluttede belastning.

Det kan være interessant at bemærke, at her er de midterste 3nos af impulser ubrugelige eller ineffektive impulser, fordi efter den første puls bliver triac'en låst, og derfor har de midterste 3 impulser ingen effekt på triacen, og triacen fortsætter med at lede indtil det næste nul krydsning, hvor den udløses af den efterfølgende 5. (sidste) puls, der gør det muligt for triacen at låse ON til den næste negative cyklus. Herefter, så snart den følgende nulkrysning er nået, forhindrer fraværet af yderligere PWM triacen fra at lede, og den afskæres, indtil den næste puls ved den næste nulkrysning, som simpelthen gentager processen for triacen og dens fasekontroloperationer .

På denne måde kan andre tidsproportionelle PWM-pulstog genereres til triacporten, så forskellige målinger af fasestyring kan implementeres efter præference.

I en af ​​vores næste artikler lærer vi om et praktisk kredsløb til opnåelse af den ovennævnte diskuterede triac-fasestyring ved hjælp af et tidsproportionelt PWM-kredsløb