Večina električnih naprav, ki se uporabljajo doma, za svoje delovanje potrebuje izmenično napajanje. Ta izmenični tok ali izmenični tok se aparatom dodeli s preklopom nekaterih močnostnih elektronskih stikal. Za nemoteno delovanje bremen je potrebno krmiljenje Uporabljena izmenična moč njim. To se nato doseže z nadzorom preklopnega delovanja močnostnih elektronskih stikal, kot je SCR.
Dve metodi za nadzor preklopnega delovanja SCR
- Metoda faznega nadzora : To se nanaša na nadzor preklopa SCR s sklicevanjem na fazo AC signala. Običajno Sproži se tiristor pri 180 stopinjah od začetka izmeničnega signala. Ali z drugimi besedami, na ničelnih križiščih valovne oblike izmeničnega signala se sprožilni impulzi aplicirajo na vhodni terminal tiristorja. V primeru krmiljenja izmenične moči na SCR se uporaba teh impulzov odloži s podaljšanjem časa med impulzi, kar se imenuje krmiljenje z zakasnitvijo kota streljanja. Vendar ta vezja povzročajo harmonike višjega reda in ustvarjajo radijske frekvence RFI in močan vklopni tok in pri večjih ravneh moči potrebujejo več filtrov za zmanjšanje RFI.
- Integrirano preklapljanje ciklov: Integralni nadzor cikla je še ena metoda, ki se uporablja za neposredno pretvorbo izmeničnega v izmenični tok, znana kot ničelno preklapljanje ali izbira cikla. Sprožitev integriranega cikla se nanaša na preklopna vezja izmeničnega toka in zlasti na izmenična preklopna vezja ničelne napetosti integralnega cikla. Ko se za preklapljanje nizkega faktorja moči (induktivna obremenitev), kot je motor ali močnostni transformator, uporabi stikalo ničelne napetosti, pride do pregrevanja močnostnega transformatorja na komunalnih vodih. Zato je nasičenost toka obremenitve pretirano visoki vstopni tokovi. Drug pristop k preklapljanju ničelne napetosti integralnega cikla vključuje uporabo razmeroma zapletenih ureditev bi-stabilnih shranjevalnih elementov in logičnih vezij, ki dejansko štejejo število polciklov tokovnega toka. Preklop integriranega cikla je sestavljen iz vklopa napajanja za obremenitev za celo število ciklov in nato izklopa napajanja za nadaljnje število integralnih ciklov. Zaradi ničelne napetosti in ničelnega preklopa tiristorjev se bodo ustvarjene harmonike zmanjšale. Uporaba integriranega cikličnega preklapljanja gladke napetosti ni mogoča in frekvenca je spremenljiva. Integrirano preklapljanje ciklov z bist sprožitvijo tiristorjev kot metoda odstranjevanja celotnega cikla, ciklov ali delov ciklov izmeničnega signala je dobro znana in stara metoda nadzora moči izmeničnega toka, zlasti med obremenitvami grelnika izmeničnega toka. Koncept doseganja kraja cikla napetostne valovne oblike z uporabo mikrokrmilnika je lahko zelo natančen v skladu s programom, napisanim v jeziku Assembly / C. Tako da je povprečni čas napetosti ali trenutni čas obremenitve sorazmerno manjši, kot če bi bil celoten signal povezan z bremenom.
Eden od stranskih učinkov uporabe te sheme je neravnovesje v vhodnem toku vhodnega toka ali napetosti, ko se cikli vklapljajo in izklapljajo v celotni obremenitvi, zato so primerni za določene obremenitve v primerjavi z načinom krmiljenja kota streljanja za zmanjšanje THD.
Preden se spustimo v primere za vsako vrsto nadzora, na kratko povzemimo nekaj o zaznavanju prehoda nič.
Zaznavanje ničelnega prehoda ali ničelnega prestopa napetosti
Z izrazom Zero Voltage Crossing mislimo na točko na valovni obliki izmeničnega signala, kjer signal prečka ničelno referenco valovne oblike ali z drugimi besedami, kjer se signalna valovna oblika seka z osjo x. Uporablja se za merjenje frekvence ali obdobja periodičnega signala. Uporablja se lahko tudi za generiranje sinhroniziranih impulzov, ki se lahko uporabijo za sprožitev vratnega terminala silicijevega krmiljenega usmernika, da deluje pod 180-stopinjskim kotom streljanja.
Sinusni val po svoji naravi ima vozlišča, kjer napetost prečka ničelno točko, obrne smer in zaključi sinusni val.
S preklopom izmenične obremenitve na ničelno napetostno točko praktično odpravimo napetostne izgube in napetosti.
Zero Cross Sensing ali Zero Voltage Sensing ZVS ali ZVR Circuit
Običajno OPAMP, ki se uporablja pri odkrivanju ničelnega prehoda, deluje kot primerjalnik, ki primerja pulzirajoči enosmerni signal (dobljen z usmerjanjem izmeničnega signala) z referenčno enosmerno napetostjo (dobljen s filtriranjem pulzirajočega enosmernega signala). Referenčni signal je dan na neinvertirajočo sponko, pulzirajoča napetost pa na invertirno sponko.
Če je pulzirajoča enosmerna napetost manjša od referenčnega signala, se na izhodu primerjalnika razvije logično visok signal. Tako se za vsako točko prehoda ničelnega signala izmeničnega signala generirajo impulzi iz izhoda detektorja ničelnega prehoda.
Video o detektorjih ničelnega križanja
Integralni preklopni ciklični nadzor (ISCC):
Za odpravo pomanjkljivosti integriranega preklopa cikla in faznega preklopa se za nadzor ogrevalne obremenitve uporablja integrirano krmiljenje preklopnega cikla. Vezje ISCC ima 3 odseke. Prvi je sestavljen iz napajalnika, ki poganja vse notranje ojačevalnike in napaja vrata v močnostne polprevodniške naprave. Drugi odsek je sestavljen iz zaznavanja ničelne napetosti z zaznavanjem primera ničelne napajalne napetosti in zagotavlja fazno zakasnitev. V tretjem delu je potreben ojačevalnik, ki poveča krmilni signal za zagotovitev pogona, potrebnega za vklop stikala za vklop. ISCC vezja so sestavljena iz vžigalnega vezja in ojačevalnika moči (FCPA) ter napajalnika za nadzor obremenitve.
FCPA je sestavljen iz vratnih gonilnikov za tiristor, TRIAC pa se uporablja kot napajalne naprave v predlagani izvedbi. Ko je vklopljen, lahko triak vodi tok v katero koli smer in se prej imenuje dvosmerni triodni tiristor ali dvostranski triodni tiristor. Triac je priročno stikalo za izmenična tokokroga, ki omogoča nadzor velikih pretokov moči z regulacijskimi tokovi na skali miliamper.
Uporaba integriranega preklopa cikla - industrijsko krmiljenje moči z integriranim preklapljanjem
Ta metoda se lahko uporablja za nadzor izmenične moči, zlasti pri linearnih obremenitvah, kot so grelniki, ki se uporabljajo v električni peči. Pri tem mikrokrmilnik oddaja izhod na podlagi prekinitve, ki je bila sprejeta kot referenca za generacijo prožilnih impulzov.
Z uporabo teh sprožilnih impulzov lahko poganjamo optične izolatorje za sprožitev Triaca, da dosežemo celostno krmiljenje cikla po stikalih, ki so povezani z mikrokrmilnikom. Namesto motorja je predvidena električna svetilka za opazovanje njegovega delovanja.
Blokovni diagram nadzora moči z integriranim preklopom cikla
Tu se uporablja detektor, ki prečka nič, za oddajanje prožilnih impulzov na impulze vrat tiristorja. Uporabo teh impulzov nadzira mikrokrmilnik in optični izolator. Mikrokrmilnik je programiran tako, da impulze za določen čas aplicira na optični izolator in nato še nadaljnji določen čas ustavi uporabo impulzov. Rezultat tega je popolna odprava nekaj ciklov valovne oblike izmeničnega signala, ki se nanaša na obremenitev. Optoizolator skladno s tem tiristor poganja na podlagi vhoda iz mikrokrmilnika. Tako se nadzoruje izmenična moč, ki jo daje žarnica.
Uporaba fazno krmiljenega preklapljanja - programabilno krmiljenje izmeničnega toka
Blokovni diagram nadzora moči s fazno regulacijo
Ta metoda se uporablja za nadzor jakosti žarnice z nadzorom izmeničnega napajanja žarnice. To se naredi z odložitvijo uporabe sprožilnih impulzov na TRIAC ali z uporabo metode zakasnitve kota streljanja. Detektor prehoda z ničelno napetostjo daje impulze na vsakih ničelnih prehodih valovne oblike izmeničnega toka, ki se nanese na mikrokrmilnik. Mikrokrmilnik najprej odda te impulze optoizolatorju, ki sproži tiristor brez kakršnega koli odlašanja in tako žarnica sveti s polno jakostjo. Zdaj se s pomočjo tipkovnice, ki je povezana z mikrokrmilnikom, na mikrokrmilnik nanese zahtevana intenziteta v odstotkih in se programira, da ustrezno odloži uporabo impulzov na optičnem regulatorju. Tako se sprožitev tiristorja zakasni in temu primerno se nadzoruje jakost žarnice.
