Kontrola triakovej fázy pomocou PWM proporcionálneho času

Riadenie triakovej fázy pomocou obvodu PWM môže byť užitočné, iba ak je implementované v časovo proporcionálnom formáte, inak by reakcia mohla byť náhodná a neefektívna.

V niekoľkých mojich predchádzajúcich článkoch, ktoré sú uvedené nižšie:

Jednoduchý diaľkovo ovládaný obvod regulátora ventilátora

Tlačidlový regulátor ventilátora s obvodom displeja

Stmievací obvod pre LED žiarovky

Diskutoval som o použití PWM na inicializáciu obvodu riadenia triakovej fázy, pretože však návrhy neobsahovali časovo proporcionálnu technológiu, reakcia z týchto obvodov mohla byť nepravidelná a neúčinná.

V tomto článku sa dozvieme, ako to opraviť pomocou časovo-proporcionálnej teórie, aby sa vykonanie vykonalo dobre vypočítaným spôsobom a oveľa efektívnejšie.

Čo je časovo proporcionálne fázové riadenie pomocou triakov alebo tyristorov?

Je to systém, v ktorom je triak spustený vypočítanou dĺžkou impulzov PWM, čo umožňuje triaku vykonávať prerušované vedenie pre určité dĺžky frekvencie siete 50/60 Hz, ako je určené polohami impulzov PWM a časovými obdobiami.

Priemerná perióda vedenia triaku následne určuje priemerný výstup, pre ktorý môže byť záťaž napájaná alebo riadená a ktorý vykonáva požadovanú kontrolu záťaže.

Napríklad, ako vieme, že sieťová fáza pozostáva z 50 cyklov za sekundu, preto ak sa spustí triak, ktorý bude vykonávať prerušovane 25-krát s frekvenciou 1 cyklus zapnutý a 1 cyklus vypnutý, potom by sa dalo očakávať, že záťaž bude byť ovládaný s 50% výkonom. Podobne je možné implementovať ďalšie časové proporcionály ZAPNUTÉ VYPNUTÉ na generovanie zodpovedajúcich množstiev vyšších alebo nižších príkonov do záťaže.

Časovo proporcionálne fázové riadenie je implementované pomocou dvoch režimov, synchrónneho režimu a asynchrónneho režimu, pričom synchrónny režim označuje zapnutie triaku iba pri prechode nulou, zatiaľ čo v asynchrónnom režime triak nie je špecificky prepínaný pri prechode nulou, skôr okamžitý na ľubovoľných náhodných miestach, v príslušných fázových cykloch.

V asynchrónnom režime môže proces indukovať významné úrovne RF, zatiaľ čo táto môže byť v synchrónnom režime významne znížená alebo neprítomná kvôli prepnutiu triaku na nulu.

Inými slovami, ak triak nie je špecificky zapnutý pri prechode nulou, skôr pri akejkoľvek náhodnej špičkovej hodnote, môže to viesť k vysokofrekvenčnému šumu v atmosfére, preto sa vždy odporúča použiť prepínanie prechodu nulou, aby bolo možné eliminovať RF šum počas triakových operácií.

Ako to funguje

Nasledujúci obrázok ukazuje, ako je možné vykonať fázovo proporcionálne fázové riadenie pomocou časovaných PWM:

1) Prvý tvar vlny na vyššie uvedenom obrázku zobrazuje normálny fázový signál 50 Hz, ktorý pozostáva zo sínusového stúpania a klesania špičkových kladných a záporných impulzov 330 V vzhľadom na stredovú nulovú čiaru. Táto centrálna nulová čiara sa nazýva čiara prechodu nuly pre fázové signály AC.

Dá sa očakávať, že triak bude viesť zobrazený signál nepretržite, ak je jeho hradlové jednosmerné spúšťanie spojité bez prerušenia.

2) Druhý obrázok ukazuje, ako môže byť triak nútený viesť iba počas pozitívnych polovičných cyklov v reakcii na svoje hradlové spúšťače (PWM zobrazené červenou farbou) pri každom alternatívnom pozitívnom prechode nulou fázových cyklov. Výsledkom je 50% kontrola fázy .

3) Tretí obrázok ukazuje identickú odozvu, pri ktorej sú impulzy časované tak, aby sa generovali striedavo pri každom zápornom prechode nulou cez fázu AC, čo tiež vedie k 50% fázovej kontrole pre triak a záťaž.

Výroba takýchto časovaných PWM v rôznych vypočítaných uzloch prechodu nulou však môže byť zložitá a zložitá, preto je ľahkým prístupom na získanie ľubovoľného požadovaného podielu fázového riadenia použitie časovaných impulzov, ako je znázornené na štvrtom obrázku vyššie.

4) Na tomto obrázku je možné vidieť výbuchy 4 PWM po každom alternatívnom fázovom cykle, čo vedie k približne 30% zníženiu triakovej činnosti a rovnakému zníženiu pripojenej záťaže.

Môže byť zaujímavé všimnúť si, že tu sú stredné 3 impulzy zbytočné alebo neúčinné, pretože po prvom impulze sa triak zablokuje, a preto stredné 3 impulzy nemajú na triak žiadny vplyv a triak pokračuje vo vedení až do nasledujúcej nuly kríženie, kde je spustené následným 5. (posledným) impulzom, ktorý umožní triaku zapadnúť do polohy ON pre ďalší negatívny cyklus. Potom, keď sa dosiahne nasledujúci prechod nulou, absencia ďalších PWM zabráni triaku vo vedení a preruší sa, až kým nepríde ďalší impulz pri ďalšom prechode nulou, ktorý jednoducho zopakuje postup pre triak a jeho operácie fázového riadenia. .

Týmto spôsobom môžu byť pre triakovú bránu generované ďalšie časovo proporcionálne PWM impulzné sledy, takže je možné podľa potreby implementovať rôzne opatrenia fázového riadenia.

V jednom z našich ďalších článkov sa dozvieme o praktickom obvode na dosiahnutie vyššie diskutovaného riadenia triakovej fázy pomocou časovo proporcionálneho PWM obvodu