Triac Phase Control z uporabo proporcionalnega časa PWM

Nadzor faze triaka s pomočjo vezja PWM je lahko koristen le, če se izvaja v časovno sorazmerni obliki, sicer bi lahko bil odziv naključen in neučinkovit.

V nekaj mojih prejšnjih člankov, kot je navedeno spodaj:

Preprosto vezje regulatorja ventilatorja na daljinsko upravljanje

Regulator ventilatorja z gumbom z vezjem zaslona

Dimmer vezje za LED žarnice

Razpravljal sem o uporabi PWM za zagon triaškega faznega krmilnega vezja, vendar ker načrti niso vključevali časovno sorazmerne tehnologije, bi bil odziv teh vezij lahko nereden in neučinkovit.

V tem članku se naučimo, kako popraviti isto s časovno sorazmerno teorijo, tako da je izvedba izvedena z dobro izračunanim načinom in zelo učinkovito.

Kaj je časovno sorazmerno fazno krmiljenje z uporabo triakov ali tiristorjev?

Gre za sistem, v katerem se triak sproži z izračunanimi dolžinami impulzov PWM, ki omogočajo, da triak občasno deluje za določene dolžine omrežne frekvence 50/60 Hz, kot je določeno s položaji impulzov PWM in časovnimi obdobji.

Povprečno prevodno obdobje triaka nato določi povprečno moč, za katero se lahko obremenitev napaja ali krmili in ki izvaja zahtevano kontrolo obremenitve.

Na primer, kot vemo, da je omrežna faza sestavljena iz 50 ciklov na sekundo, zato lahko, če se triak sproži s prekinitvami 25-krat s hitrostjo 1 cikla VKLOP in 1 cikel IZKLOPA, pričakujemo, da bo obremenitev biti nadzorovan s 50% moči. Podobno bi lahko uporabili tudi druge časovne sorazmernike ON OFF za generiranje ustreznih količin večjih ali manjših vhodnih moči v obremenitev.

Časovno sorazmerno fazno krmiljenje se izvaja z uporabo dveh načinov, sinhronega načina in asinhronega načina, pri čemer se sinhroni način nanaša na vklop triaka samo na ničelnih prehodih, medtem ko v asinhronem načinu triak ni posebej preklopljen na ničelnih prehodih, temveč v trenutku. na vseh naključnih mestih v ustreznih faznih ciklih.

V asinhronem načinu lahko postopek povzroči znatno raven RF, medtem ko je ta lahko v sinhronem načinu bistveno zmanjšan ali odsoten zaradi preklopa triaka v nič.

Z drugimi besedami, če triak ni posebej vklopljen pri ničelnih prehodih, temveč pri kateri koli naključni najvišji vrednosti, lahko to povzroči RF hrup v ozračju, zato je vedno priporočljivo uporabiti preklapljanje ničelnega prehoda, tako da je mogoče odpraviti RF hrup med operacijami triaka.

Kako deluje

Naslednja ilustracija prikazuje, kako se lahko izvede časovno sorazmerno krmiljenje faze z uporabo časovno določenih PWM-jev:

1) Prva valovna oblika na zgornji sliki prikazuje normalni 50-fazni signal izmeničnega toka, ki je sestavljen iz sinusno naraščajočih in padajočih 330V maksimalnih pozitivnih in negativnih impulzov glede na osrednjo ničelno črto. Ta osrednja ničelna črta se imenuje ničelna črta za fazne signale AC.

Pričakuje se, da bo triak neprekinjeno vodil prikazan signal, če je njegov sprožilec enosmernega toka neprekinjen brez prekinitev.

2) Druga slika prikazuje, kako lahko triak izvajamo le med pozitivnimi polovičnimi cikli kot odziv na sprožilce vrat (PWM je prikazan rdeče) na vseh nadomestnih pozitivnih ničelnih prehodih faznih ciklov. To ima za posledico 50% fazni nadzor .

3) Tretja slika prikazuje enak odziv, pri čemer so impulzi časovno nastavljeni tako, da se izmenično proizvajajo pri vsakem negativnem prehodu nič faze izmenične faze, kar ima za posledico tudi 50-odstotno fazno regulacijo triaka in obremenitve.

Vendar pa je lahko izdelava takšnih časovno določenih PWM na različnih izračunanih vozliščih ničelnih križišč težavna in zapletena, zato je enostaven pristop za pridobivanje katerega koli želenega deleža faznega upravljanja uporaba časovnih impulznih vlakov, kot je prikazano na 4. sliki zgoraj.

4) Na tej sliki je mogoče videti rafale 4 PWM po vsakem nadomestnem faznem ciklu, kar ima za posledico približno 30% zmanjšanje delovanja triaka in enako za priključeno obremenitev.

Morda je zanimivo opaziti, da so tukaj srednji 3nos impulzov neuporabni ali neučinkoviti impulzi, ker se po prvem impulzu triak zaskoči, zato srednji impulzi 3 ne vplivajo na triak in triak še naprej deluje do naslednje ničle. prehod, kjer ga sproži nadaljnji 5. (zadnji) impulz, ki omogoča triak, da se zaskoči za naslednji negativni cikel. Po tem takoj, ko je doseženo naslednje prečkanje ničle, odsotnost nadaljnjega PWM prepreči vodenje triaka in se prekine do naslednjega impulza na naslednjem prehodu nič, ki preprosto ponovi postopek za triak in njegove fazne operacije .

Na ta način se lahko za triak vrata ustvarijo drugi časovno sorazmerni impulzni vlaki PWM, tako da se lahko po želji izvajajo različni ukrepi faznega nadzora.

V enem od naših naslednjih člankov bomo spoznali praktično vezje za dosego zgoraj omenjenega triačnega krmiljenja faze s časovno proporcionalnim PWM vezjem