Evde kullanılan elektrikli cihazların çoğu, çalışması için AC gücüne ihtiyaç duyar. Bu AC gücü veya AC, cihazlara bazı güç elektroniği anahtarlarının anahtarlama işlemi yoluyla verilir. Yüklerin düzgün çalışması için, kontrol edilmesi gerekir. AC gücü uygulandı onlara. Bu, bir SCR gibi, güç elektroniği anahtarlarının anahtarlama işlemini kontrol ederek elde edilir.
SCR'nin Anahtarlama İşlemini Kontrol Etmek İçin İki Yöntem
- Faz Kontrol Yöntemi : Bu, SCR'nin AC sinyalinin fazına referansla değiştirilmesini kontrol etmeyi ifade eder. Genellikle Tristör tetiklendi AC sinyalinin başlangıcından 180 derecede. Veya başka bir deyişle, AC sinyal dalga formunun sıfır geçişlerinde, tristörün kapı terminaline tetikleme darbeleri uygulanır. SCR'ye AC gücünün kontrol edilmesi durumunda, bu darbelerin uygulanması, darbeler arasındaki süre artırılarak geciktirilir ve buna ateşleme açısı gecikmesi ile kontrol denir. Bununla birlikte, bu devreler yüksek sıralı harmoniklere neden olur ve radyo frekansı RFI ve yüksek ani akım üretir ve daha büyük güç seviyelerinde, RFI'yi azaltmak için daha fazla filtre gerektirir.
- İntegral döngü anahtarlama: İntegral döngü kontrolü, sıfır anahtarlama veya döngü seçimi olarak bilinen AC'nin AC'ye doğrudan dönüştürülmesi için kullanılan başka bir yöntemdir. İntegral döngü tetikleme, alternatif akım anahtarlama devreleri ve özellikle integral döngü sıfır gerilim alternatif anahtarlama devreleri ile ilgilidir. Bir motor veya güç transformatörü gibi düşük bir güç faktörünü (endüktif yük) değiştirmek için bir sıfır voltaj anahtarı kullanıldığında, şebeke hatlarındaki bir güç transformatörünün aşırı ısınmasına neden olur. Bu nedenle, yük akımının doygunluğu aşırı derecede yüksek ani akımlardır. İntegral çevrimli sıfır voltaj anahtarlamasına bir başka yaklaşım, gerçekte yük akımının yarım döngülerinin sayısını sayan, iki kararlı depolama elemanlarının ve mantık devrelerinin nispeten karmaşık düzenlemelerinin kullanılmasını içerir. İntegral döngü anahtarlama, bir tam sayı döngü sayısı için beslemenin yüklenmesini ve ardından daha fazla sayıda integral döngü için beslemenin kapatılmasını içerir. Tristörlerin sıfır gerilim ve sıfır akım anahtarlaması nedeniyle oluşan harmonikler azalacaktır. İntegral döngü anahtarlamasının kullanılması düz voltaj mümkün değildir ve frekans değişkendir. Bir AC sinyalinin tüm döngüsünü, döngülerini veya döngü bölümlerini kaldırmak için bir yöntem olarak tristörlerin büstü tetiklenmesiyle integral döngü anahtarlama, özellikle AC ısıtıcı yükleri boyunca AC gücünü kontrol etmenin iyi bilinen ve eski bir yöntemidir. Bununla birlikte, mikrodenetleyici kullanarak voltaj dalga formunun döngü çalınmasını sağlama kavramı, Assembly / C dilinde yazılan programa göre çok kesin olabilir. Böylece, yükte ortalama gerilim süresi veya şu anda deneyimlenen, tüm sinyalin yüke bağlanması durumunda orantılı olarak daha küçüktür.
Bu şemayı kullanmanın bir yan etkisi, çevrimler yük boyunca açılıp kapatıldığı için giriş akımında veya voltaj dalga formunda bir dengesizliktir, bu nedenle THD'yi en aza indirmek için ateşleme açısı kontrollü yönteme karşı belirli yükler için uygundurlar.
Her kontrol türü için örneklere geçmeden önce, sıfır geçiş tespiti hakkında biraz bilgi verelim.
Sıfır Geçiş Algılama veya Sıfır Gerilim Geçişi
Sıfır Gerilim Geçişi terimi ile, sinyalin dalga biçiminin sıfır referansını geçtiği veya başka bir deyişle sinyal dalga biçiminin x ekseni ile kesiştiği AC sinyal dalga biçimindeki noktayı kastediyoruz. Periyodik bir sinyalin frekansını veya periyodunu ölçmek için kullanılır. Ayrıca, Silikon Kontrollü Doğrultucunun kapı terminalini 180 derecelik ateşleme açısında hareket ettirmek için tetiklemek için kullanılabilen senkronize darbeler oluşturmak için de kullanılabilir.
Doğası gereği bir sinüs dalgası, voltajın sıfır noktasını geçtiği, yönü tersine çevirdiği ve sinüs dalgasını tamamladığı düğümlere sahiptir.
AC yükünü sıfır gerilim noktasında değiştirerek, gerilim kaynaklı kayıpları ve gerilmeleri neredeyse tamamen ortadan kaldırıyoruz.
Sıfır Çapraz Algılama veya Sıfır Gerilim Algılama ZVS veya ZVR Devresi
Genellikle, sıfır geçiş tespitinde kullanılan OPAMP, atımlı DC sinyalini (AC sinyalini düzelterek elde edilir) bir referans DC voltajıyla (atımlı DC sinyalini filtreleyerek elde edilir) karşılaştıran bir karşılaştırıcı olarak çalışır. Referans sinyali ters çevirmeyen terminale verilirken, atımlı voltaj ters çevirici terminale verilir.
Darbeli DC voltajının referans sinyalinden daha düşük olması durumunda, karşılaştırıcının çıkışında bir mantıksal yüksek sinyal geliştirilir. Böylece, AC sinyalinin her sıfır geçiş noktası için Sıfır Geçiş Dedektörünün çıkışından darbeler üretilir.
Sıfır Geçiş Dedektörleri Üzerine Bir Video
Integral Switching Cycle Control (ISCC):
Entegre döngü anahtarlamanın ve faz kontrol anahtarlamasının dezavantajlarını ortadan kaldırmak için, ısıtma yükünün kontrolü için entegre anahtarlama döngüsü kontrolü kullanılır. ISCC devresi 3 bölümden oluşmaktadır. İlki, tüm dahili amplifikatörleri sürmek ve kapı enerjisini güç yarı iletken cihazlarına beslemek için bir güç kaynağından oluşur. İkinci bölüm, sıfır besleme gerilimi örneğini algılayarak sıfır gerilim algılamasından oluşur ve bir faz gecikmesi sağlar. Üçüncü bölümde, büyüten bir amplifikatör aşamasına ihtiyaç vardır. kontrol sinyali güç anahtarını açmak için gereken sürücüyü sağlamak için. ISCC devreleri, Ateşleme devresi ve Güç Amplifikatörü (FCPA) ve yükü kontrol etmek için güç kaynağından oluşur.
FCPA, tristör için kapı sürücülerinden oluşur ve önerilen tasarımda güç cihazları olarak TRIAC kullanılır. Triyak, açıldığında akımı her iki yönde iletebilir ve eskiden çift yönlü triyot tristörü veya iki taraflı triyot tristörü olarak adlandırılır. Triyak, miliamper ölçekli kontrol akımları ile büyük güç akışlarının kontrolüne izin veren AC devreleri için uygun bir anahtardır.
Integral Cycle Switching Uygulaması - Integral Switching ile Endüstriyel Güç Kontrolü
Bu yöntem, özellikle bir elektrikli fırında kullanılan ısıtıcılar gibi doğrusal yükler boyunca AC gücünü kontrol etmek için kullanılabilir. Bunda, mikro denetleyici, çıktıyı, tetikleme darbelerinin bir nesli için referans olarak alınan kesmeye dayalı olarak iletir.
Bu tetikleme darbelerini kullanarak, mikrodenetleyici ile arayüzlenen anahtarlara göre entegre döngü kontrolü elde etmek için Triyak'ı tetiklemek için optoizolatörleri çalıştırabiliriz. Motorun yerine, işlevini gözlemlemek için bir elektrik lambası sağlanmıştır.
Integral Cycle Switching ile Güç Kontrolünün Blok Şeması
Burada, Tristörün kapı darbelerine tetikleme darbeleri sağlamak için bir sıfır geçiş detektörü kullanılır. Bu darbelerin uygulanması bir Mikroişlemci ve bir optoizolatör ile kontrol edilir. Mikrodenetleyici, darbeleri optoizolatöre sabit bir süre uygulamak ve ardından başka bir sabit süre için darbelerin uygulanmasını durdurmak üzere programlanmıştır. Bu, yüke uygulanan birkaç AC sinyal dalga biçimi döngüsünün tamamen ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanır. Optoizolatör buna göre tristörü mikro denetleyiciden gelen girişe göre çalıştırır. Böylece lambaya verilen AC gücü kontrol edilir.
Faz Kontrollü Anahtarlama Uygulaması - Programlanabilir AC Güç Kontrolü
Faz Kontrol Yöntemine Göre Güç Kontrolünün Blok Şeması
Bu yöntem, lambanın AC gücünü kontrol ederek lambanın yoğunluğunu kontrol etmek için kullanılır. Bu, tetikleme darbelerinin TRIAC'a uygulanmasını geciktirerek veya ateşleme açısı geciktirme yöntemi kullanılarak yapılır. Sıfır geçiş detektörü, Mikro denetleyiciye uygulanan AC dalga formunun her sıfır geçişinde darbeler sağlar. Başlangıçta, Mikrodenetleyici bu darbeleri optoizolatöre verir ve buna göre tristörü herhangi bir gecikme olmaksızın tetikler ve böylece lamba tam yoğunlukta yanar. Şimdi Mikroişlemci ile arabirim oluşturan tuş takımı kullanılarak, Mikroişlemciye gerekli yüzde yoğunluğu uygulanır ve buna göre optoizolatöre darbelerin uygulanmasını geciktirmek üzere programlanır. Böylece tristörün tetiklenmesi geciktirilir ve buna göre lambanın yoğunluğu kontrol edilir.
