Sıfır geçişli bir dedektör devresi yapmak aslında çok kolaydır ve hassas elektronik ekipmanı ana şalter AÇIK dalgalanmalarına karşı korumak için etkili bir şekilde uygulanabilir.
Sıfır geçişli bir dedektör devresi temel olarak, güç anahtarı AÇIK sırasında şebeke fazının her zaman ilk sıfır geçiş noktasında devreye 'girmesini' sağlayarak elektronik cihazları AÇIK anahtar darbelerinden korumak için kullanılır.
Garip bir şekilde, 'wikipedia' dışında başka hiçbir üst düzey çevrimiçi site, sıfır geçiş dedektörü konseptinin bu önemli uygulamasını ele almadı, umarım bu yazıyı okuduktan sonra makalelerini güncellerler.
Sıfır geçiş detektörü nedir?
Hepimiz şebeke AC fazımızın aşağıda gösterildiği gibi alternatif sinüzoidal voltaj fazlarından oluştuğunu biliyoruz:
Bu alternatif AC'de, akım, belirli bir faz açısı boyunca merkezi sıfır çizgisi boyunca ve üst pozitif ve alt negatif tepe seviyeleri boyunca dönüşümlü olarak görülebilir.
Bu faz açısının üstel olarak yükseldiği ve azaldığı görülebilir, yani bunu kademeli olarak yükselen ve yavaş yavaş düşen bir şekilde yapıyor demektir.
Bir AC'deki dönüşümlü döngü, standart kurallar tarafından belirlendiği gibi 220V şebeke için saniyede 50 kez ve 120V şebeke girişleri için saniyede 60 kez gerçekleşir. Bu 50 döngü tepkisine 50 Hz frekans, 60 Hz ise evlerimizdeki bu şebeke çıkışları için 60 Hz frekans olarak adlandırılır.
Bir cihazı veya bir elektronik cihazı şebekeye her açtığımızda, AC fazının aniden girişine maruz kalır ve bu giriş noktası faz açısının zirvesindeyse, cihaza zorlanan maksimum akım anlamına gelebilir. AÇMA noktasında.
Çoğu cihaz buna hazır olacak ve dirençler veya NTC veya MOV kullanan koruma aşamalarıyla donatılmış olsa da, bu tür ani öngörülemeyen durumlara maruz kalmaları asla tavsiye edilmez.
Böyle bir sorunun üstesinden gelmek için, bir cihaz ana şebeke gücüyle AÇIK konuma getirildiğinde, sıfır geçiş devresinin AC faz döngüsü sıfır çizgisine ulaşana kadar beklemesini ve bu noktada şebekeyi AÇIK duruma getirmesini sağlayan bir sıfır geçiş dedektörü aşaması kullanılır. gadget'ın gücü.
Sıfır Geçiş Dedektörü Nasıl Tasarlanır
Sıfır geçiş detektörü tasarlamak zor değildir. Aşağıda gösterildiği gibi bir opamp kullanarak yapabiliriz, ancak basit bir konsept için bir opamp kullanmak aşırı bir şey gibi göründüğünden, aynı şeyi sıradan bir transistör tabanlı tasarım kullanarak nasıl uygulayacağımızı da tartışacağız:
Opamp sıfır geçiş dedektörü devresi
Not: AC girişi bir Köprü Doğrultucudan olmalıdır
Yukarıdaki şekil, sıfır geçiş tabanlı yürütme gerektiren tüm uygulamalar için kullanılabilen basit 741 opamp tabanlı sıfır geçiş dedektör devresini göstermektedir.
Görülebileceği gibi, 741, karşılaştırıcı olarak yapılandırılır burada ters çevirmeyen pimi, 1N4148 diyot aracılığıyla toprağa bağlanır ve bu, bu giriş piminde 0.6 V düşme potansiyeline neden olur.
İC'nin ters çevirme pimi olan diğer giriş pini # 2, sıfır geçiş tespiti için kullanılır ve tercih edilen AC sinyali ile uygulanır.
3. pim potansiyelinin 2. pimden daha düşük olduğu sürece, 6. pimdeki çıkış potansiyelinin 0V olacağını bildiğimiz gibi, 3. pim voltajı 2. pimin üzerine çıktığında, çıkış voltajı hızla değişecektir. 12V'a (besleme seviyesi).
Bu nedenle, faz voltajının sıfır çizgisinin çok üstünde olduğu veya en azından sıfır çizgisi üzerinden 0.6V'nin üzerinde olduğu dönemlerde beslenen giriş AC sinyali içinde, opamp çıkışı sıfır potansiyel gösterir ... ancak faz sıfır çizgisine girmek veya geçmek üzereyse, pim # 2, pim # 3 için ayarlandığı gibi 0,6V'nin altında bir referans potansiyeli yaşar ve çıkışın anında 12V'a dönmesine neden olur.
Böylece bu noktalardaki çıktı, 12v yüksek seviye olur ve bu sıra, faz, faz döngüsünün sıfır çizgisini her geçtiğinde tetiklemeye devam eder.
Ortaya çıkan dalga formu, IC'nin sıfır geçiş tespitini açıkça ifade eden ve doğrulayan IC'nin çıkışında görülebilir.
Opto-coupler BJT devresi kullanma
Yukarıda tartışılan opamp sıfır geçiş detektörü çok verimli olmasına rağmen, aynısı, makul derecede iyi bir doğrulukla sıradan bir opto kuplör BJT kullanılarak uygulanabilir.
Not: AC girişi bir Köprü Doğrultucudan olmalıdır
Yukarıdaki görüntüye istinaden, bir opto kuplör içinde ilişkili bir fototransistör formundaki BJT, bir opto kuplörün içinde etkili bir şekilde yapılandırılabilir. en basit sıfır geçiş dedektör devresi .
AC şebekesi, yüksek değerli bir direnç aracılığıyla opampın LED'ine beslenir. Şebeke voltajı 2V'nin üzerinde olduğu sürece faz döngüleri sırasında, fototransistör iletken modda kalır ve çıkış yanıtı sıfır volta yakın tutulur, ancak fazın hareketinin sıfır çizgisine ulaştığı zamanlarda, içindeki LED opto kapanır ve transistörün de kapanmasına neden olur, bu yanıt anında konfigürasyonun belirtilen çıkış noktasında yüksek bir mantığın görünmesine neden olur.
Sıfır geçiş tespiti kullanan pratik Uygulama devresi
Aşağıda sıfır geçiş algılamasını kullanan pratik bir örnek devre görülebilmektedir, burada triyakın güç AÇIK konuma getirildiğinde sıfır geçiş noktası dışında herhangi bir faz noktasında değiştirilmesine asla izin verilmez.
Bu, devrenin her zaman anahtar AÇIK akım dalgalanmasından ve ilgili tehlikelerinden uzak tutulmasını sağlar.
Not: AC girişi bir Köprü Doğrultucudan olmalıdır
Yukarıdaki konseptte, bir PNP BJT tarafından kontrol edilen küçük bir SCR sinyali aracılığıyla bir triyak ateşlenir. Bu PNP BJT, triyakın ve ilgili yükün amaçlanan güvenli anahtarlaması için bir sıfır geçiş algılaması yürütmek üzere yapılandırılmıştır.
Güç AÇIK konuma getirildiğinde, SCR anot beslemesini mevcut DC tetikleme kaynağından alır, ancak geçit voltajı yalnızca girişin ilk sıfır geçiş noktasından geçtiği anda AÇIK duruma getirilir.
SCR, güvenli sıfır geçiş noktasında tetiklendiğinde, triyak ve bağlı yükü ateşler ve sırayla triyak için sürekli bir geçit akımı sağlayarak mandallanır.
Güç her AÇIK duruma getirildiğinde sıfır geçiş noktalarında bu tür bir anahtarlama, normalde ana şebeke ani güç anahtarının AÇIK konuma getirilmesi ile ilişkili tüm olası tehlikeleri ortadan kaldırarak yük için tutarlı ve güvenli bir AÇMA sağlar.
RF Gürültü Önleme
Sıfır geçişli bir dedektör devresinin bir başka harika uygulaması, triyak anahtarlama devrelerinde gürültüyü ortadan kaldırmak . Bir örnek alalım elektronik ışık kısma devresi Normalde bu tür devrelerin atmosfere ve aynı zamanda ana şebekeye çok fazla RF gürültüsü yaydıklarını görürüz ve bu da gereksiz harmonik atımına neden olur.
Bu, triyak iletiminin pozitif / negatif döngüler boyunca sıfır geçiş çizgisi yoluyla hızlı kesişmesi nedeniyle olur ... özellikle triyakın tanımlanmamış bir voltaj bölgesine maruz kaldığı sıfır geçiş geçişi etrafında, hızlı akım geçişleri üretmesine neden olur. dönüş RF gürültüsü olarak yayılır.
Triyak tabanlı devrelere eklenirse sıfır geçiş detektörü , triyakın yalnızca AC çevrimi sıfır çizgisini mükemmel bir şekilde geçtiğinde ateşlenmesine izin vererek bu fenomeni ortadan kaldırır, bu da RF geçişlerini ortadan kaldırarak triyakın temiz bir şekilde değiştirilmesini sağlar.
Referans:
Önceki: MPPT'yi Solar Inverter ile Bağlama Sonraki: Bir LED Ampule Dimmer Tesisi Nasıl Eklenir
