Triac-faskontroll med PWM-tidsproportionell

En triac-fasstyrning med en PWM-krets kan bara vara användbar om den implementeras med ett tidsproportionellt format, annars kan svaret vara slumpmässigt och ineffektivt.

I några av mina tidigare artiklar enligt nedan:

Enkel fjärrstyrd fläktregulatorkrets

Tryckknappsfläktregulator med displaykrets

Dimmerkrets för LED-lampor

Jag diskuterade angående användning av PWM för att initiera en triac-fasstyrkrets, men eftersom designen inte inkluderade en tidsproportionell teknik kan svaret från dessa kretsar vara oregelbunden och ineffektiv.

I den här artikeln lär vi oss hur man korrigerar detsamma med hjälp av tidsproportionell teori så att utförandet sker på ett välberäknat sätt och mycket effektivt.

Vad är tidsproportionell faskontroll med Triacs eller Thyristors?

Det är ett system där triac utlöses med beräknade längder av PWM-pulser som gör det möjligt för triac att intermittent leda under specifika längder av 50/60 Hz-frekvensen, bestämd av PWM-pulspositioner och tidsperioder.

Den genomsnittliga ledningsperioden för triacen bestämmer därefter den genomsnittliga utmatningen för vilken belastningen kan drivas eller styrs och som utför den erforderliga laststyrningen.

Till exempel, som vi vet att nätfasen består av 50 cykler per sekund, så om triacen utlöses intermittent att leda 25 gånger med en hastighet på 1 cykel PÅ och 1 cykel AV-perioder, kan belastningen förväntas kontrolleras med 50% effekt. På liknande sätt kan andra ON OFF-tidsproportioner implementeras för att generera motsvarande mängder högre eller lägre effektingångar till lasten.

Tidsproportionell fasstyrning implementeras med användning av två lägen, synkront läge och asynkront läge, varvid synkront läge refererar till inkoppling av triac endast vid nollgenomgångar, medan i asynkront läge triac inte är specifikt omkopplad vid nollgenomgångar, utan omedelbar vid valfria slumpmässiga platser på respektive fascykler.

I det asynkrona läget kan processen inducera signifikanta nivåer av RF, medan detta kan minskas signifikant eller saknas i det synkrona läget på grund av nollgenomgångsväxlingen av triacen.

Med andra ord, om triac inte specifikt slås PÅ vid nollkorsningar, snarare vid något slumpmässigt toppvärde, kan detta ge upphov till RF-brus i atmosfären, därför rekommenderas det alltid att använda en nollkorsningsomkoppling så att RF-brus kunde elimineras under triac-operationerna.

Hur det fungerar

Följande illustration visar hur en tidsproportionell fasstyrning kan utföras med tidsinställda PWM: er:

1) Den första vågformen i figuren ovan visar en normal 50Hz växelströmsfassignal bestående av en sinusformad stigande och fallande 330V topp positiv och negativ pulser, med avseende på den centrala nollinjen. Denna centrala nollinje betecknas som nollgenomgångslinjen för växelströmsfassignalerna.

Triac kan förväntas leda den visade signalen kontinuerligt om dess DC-utlösare är kontinuerlig utan pauser.

2) Den andra figuren visar hur en triac kan tvingas att leda endast under positiva halvcykler som svar på dess utlösare (PWM visas i rött) vid varje alternativ positiv nollgenomgång av fascyklerna. Detta resulterar i en 50% faskontroll .

3) Den tredje figuren visar ett identiskt svar där pulserna är tidsinställda för att producera växelvis vid varje negativ nollkorsning av växelströmsfasen, vilket också resulterar i en 50% faskontroll för triac och belastning.

Men att producera sådana tidsinställda PWM vid olika beräknade nollkorsningsnoder kan vara svårt och komplext, därför är ett enkelt tillvägagångssätt för att erhålla någon önskad andel fasstyrning att använda tidsstyrda pulståg som visas i den fjärde figuren ovan.

4) I denna figur kan skurar på 4 PWM ses efter varje alternativ fascykel, vilket resulterar i cirka 30% minskning av triac-operationen och samma för den anslutna belastningen.

Det kan vara intressant att märka att här är de 3 mellersta pulserna värdelösa eller ineffektiva pulser, för efter den första pulsen låses triacen och därför har de 3 mellersta pulserna ingen effekt på triacen, och triacen fortsätter att leda tills nästa noll korsning där den utlöses av den efterföljande 5: e (sista) pulsen som gör det möjligt för triacen att låsa PÅ för nästa negativa cykel. Efter detta så snart följande nollkorsning uppnås hindrar frånvaron av ytterligare PWM triacen från att leda och den stängs av, tills nästa puls vid nästa nollkorsning som helt enkelt upprepar processen för triac och dess fasstyrning .

På detta sätt kan andra tidsproportionella PWM-pulståg genereras för triac-grinden så att olika mått på fasstyrning kan implementeras enligt önskemål.

I en av våra nästa artiklar kommer vi att lära oss om en praktisk krets för att uppnå den ovan diskuterade triac-fasstyrningen med hjälp av tidsproportionell PWM-krets