Kontrola faze trijaka pomoću proporcionalnog PWM vremena

Upravljanje fazom triaka pomoću PWM sklopa može biti korisno samo ako se provodi u formatu proporcionalnom vremenu, inače bi odgovor mogao biti slučajan i neučinkovit.

U nekoliko mojih ranijih članaka kako je navedeno u nastavku:

Jednostavni krug regulatora ventilatora na daljinsko upravljanje

Regulator ventilatora s gumbom s krugom zaslona

Dimmer krug za LED žarulje

Raspravljao sam o korištenju PWM-a za pokretanje sklopke za upravljanje trijačnom fazom, no budući da dizajni nisu uključivali vremenski proporcionalnu tehnologiju, odgovor tih krugova mogao bi biti nepravilan i neučinkovit.

U ovom članku učimo kako ispraviti isto pomoću vremenski proporcionalne teorije tako da se izvršenje vrši na dobro proračunat način i mnogo efikasnije.

Što je vremenski proporcionalna kontrola faze pomoću triaka ili tiristora?

To je sustav u kojem se trijak aktivira s izračunatim duljinama PWM impulsa koji omogućavaju da se triac povremeno provodi za određene duljine mrežne frekvencije 50/60 Hz, kako je određeno položajima i vremenskim razdobljima PWM impulsa.

Prosječno razdoblje provođenja triaka naknadno određuje prosječni izlaz za koji se teret može napajati ili kontrolirati i koji izvršava potrebnu kontrolu opterećenja.

Na primjer, kao što znamo da se mrežna faza sastoji od 50 ciklusa u sekundi, stoga, ako se trijak pokreće s prekidima 25 puta s brzinom od 1 ciklusa UKLJUČENO i 1 ciklus ISKLJUČENO, tada se može očekivati ​​da će opterećenje kontrolirati s 50% snage. Slično tome, mogli bi se primijeniti i drugi vremenski proporcionalni ON OFF za generiranje odgovarajućih količina većih ili manjih ulaza snage u opterećenje.

Vremenski proporcionalna kontrola faze provodi se pomoću dva načina rada, sinkronog načina rada i asinkronog načina rada, pri čemu se sinkroni način rada odnosi na UKLJUČIVANJE triaka samo na nultim prijelazima, dok se u asinkronom načinu triak nije posebno prebacio na prijelaze nula, već trenutno na bilo kojim slučajnim mjestima, u odgovarajućim faznim ciklusima.

U asinkronom načinu rada postupak može inducirati značajne razine RF-a, dok to može biti značajno smanjeno ili odsutno u sinkronom načinu rada zbog prebacivanja trijaka u nulu.

Drugim riječima, ako trijak nije posebno UKLJUČEN na prijelazima nula, već na bilo kojoj slučajnoj vršnoj vrijednosti, to može dovesti do pojave RF šuma u atmosferi, stoga se uvijek savjetuje uporaba prebacivanje preko nule kako bi se RF šum mogao eliminirati tijekom operacija trijaka.

Kako radi

Sljedeća ilustracija pokazuje kako se vremenski proporcionalna kontrola faze može izvršiti pomoću vremenskih PWM-ova:

1) Prvi valni oblik na gornjoj slici prikazuje normalni fazni signal izmjeničnog napona od 50 Hz, koji se sastoji od sinusoidalnog porasta i pada 330 V vršnog pozitivnog i negativnog impulsa, u odnosu na središnju nultu liniju. Ova središnja nulta linija naziva se linija nule koja prelazi za fazne signale izmjenične struje.

Može se očekivati ​​da će trijak neprekidno voditi prikazani signal ako je njegov istosmjerni okidač na vratima neprekidan bez prekida.

2) Druga slika prikazuje kako se trijak može prisiliti na provođenje samo tijekom pozitivnih poluciklusa kao odgovor na okidače na vratima (PWM prikazan crvenom bojom) na svakom alternativnom pozitivnom prelasku nule faznih ciklusa. To rezultira 50% faznom kontrolom .

3) Treća slika prikazuje identičan odziv u kojem se impulsi tempiraju da se izmjenično proizvode na svakom negativnom prelasku nule u fazi izmjenične struje, što također rezultira 50% faznom kontrolom za triak i opterećenje.

Međutim, stvaranje takvih vremenski određenih PWM-a na različitim izračunatim čvorovima za presijecanje nule može biti teško i složeno, stoga je jednostavan pristup za stjecanje bilo kojeg željenog udjela fazne regulacije korištenje vremenskih impulsnih vlakova kao što je prikazano na 4. gornjoj slici.

4) Na ovoj se slici mogu vidjeti rafali od 4 PWM-a nakon svakog alternativnog faznog ciklusa što rezultira oko 30% smanjenja u radu trijaka i isto za priključeno opterećenje.

Možda će biti zanimljivo primijetiti da su ovdje srednji 3nos impulsa beskorisni ili neučinkoviti impulsi, jer se nakon prvog impulsa trijak zakači i stoga srednji 3 impulsa nemaju utjecaja na trijak, a trijak se nastavlja provoditi do sljedeće nule prelazeći tamo gdje ga pokreće sljedeći 5. (zadnji) impuls koji omogućava da se trijak zaključa za sljedeći negativni ciklus. Nakon toga čim se postigne slijedeći prelazak nule, odsutnost daljnjeg PWM-a sprječava provođenje triaka i on se isključuje, do sljedećeg impulsa na sljedećem prijelazu nule, koji jednostavno ponavlja postupak za trijak i njegove postupke upravljanja fazom .

Na taj se način mogu stvoriti drugi vremenski proporcionalni PWM vlakovi impulsa za trijačna vrata, tako da se prema želji mogu provesti različite mjere fazne regulacije.

U jednom od sljedećih članaka naučit ćemo o praktičnom krugu za postizanje gore raspravljenog upravljanja fazom trijaka pomoću vremenski proporcionalnog PWM kruga