PWM Zaman Orantılı kullanarak Triyak Faz Kontrolü

Bir PWM devresi kullanan bir triyak faz kontrolü, yalnızca zaman orantılı bir format kullanılarak uygulandığında yararlı olabilir, aksi takdirde yanıt gelişigüzel ve verimsiz olabilir.

Aşağıda verilen önceki makalelerimden birkaçında:

Basit Uzaktan Kumandalı Fan Regülatör Devresi

Ekran Devreli Basmalı Fan Regülatörü

LED Ampüller için Dimmer Devresi

Bir triyak faz kontrol devresini başlatmak için PWM'yi kullanmayı tartıştım, ancak tasarımlar zaman orantılı bir teknoloji içermediğinden, bu devrelerden gelen yanıt düzensiz ve verimsiz olabilir.

Bu makalede, zaman-orantılı teoriyi kullanarak aynı şeyi nasıl düzelteceğimizi öğreniyoruz, böylece uygulama iyi hesaplanmış bir şekilde ve çok verimli bir şekilde yapılır.

Triyak veya Tristör kullanarak Zaman-Orantılı Faz Kontrolü nedir?

Triyakın, PWM darbe pozisyonları ve zaman periyotları tarafından belirlendiği üzere, 50/60 Hz şebeke frekansının belirli uzunlukları için triyakın aralıklı olarak yürütülmesine izin veren hesaplanmış PWM darbeleri uzunlukları ile tetiklendiği bir sistemdir.

Triyakın ortalama iletim periyodu daha sonra yüke güç verilebilecek veya kontrol edilebilecek ve gerekli yük kontrolünü gerçekleştiren ortalama çıktıyı belirler.

Örneğin, şebeke fazının saniyede 50 döngüden oluştuğunu bildiğimizden, bu nedenle triyak 1 döngü AÇIK ve 1 döngü KAPALI periyotları ile 25 kez aralıklı olarak davranmak üzere tetiklenirse, yükün % 50 güç ile kontrol edilebilir. Benzer şekilde diğer AÇIK KAPALI zaman orantılıları, yüke karşılık gelen miktarlarda daha yüksek veya daha düşük güç girdileri oluşturmak için uygulanabilir.

Zaman-orantılı faz kontrolü, iki mod, senkron mod ve asenkron mod kullanılarak gerçekleştirilir; burada senkron mod, triyakın yalnızca sıfır geçişlerde AÇIK konuma getirilmesine atıfta bulunurken, asenkron modda triyak özellikle sıfır geçişlerde, daha ziyade anlık olarak değiştirilir. herhangi bir rastgele yerde, ilgili faz döngülerinde.

Eşzamansız modda, işlem, önemli düzeyde RF indükleyebilirken, bu, triyakın sıfır geçiş anahtarlamasından ötürü eşzamanlı kipte önemli ölçüde azalabilir veya yok olabilir.

Diğer bir deyişle, triyak herhangi bir rasgele tepe değerinden ziyade sıfır geçişlerde özel olarak AÇIK konuma getirilmezse, bu, atmosferde RF gürültüsüne neden olabilir, bu nedenle her zaman bir RF gürültüsünün ortadan kaldırılması için sıfır geçişli anahtarlama triyak operasyonları sırasında.

Nasıl çalışır

Aşağıdaki çizim, zamana bağlı PWM'ler kullanılarak zaman orantılı faz kontrolünün nasıl yürütüleceğini gösterir:

1) Yukarıdaki şekildeki ilk dalga formu, merkezi sıfır hattına göre sinüzoidal yükselen ve düşen 330V tepe pozitif ve negatif darbelerden oluşan normal bir 50Hz AC faz sinyalini gösterir. Bu merkezi sıfır çizgisi, AC faz sinyalleri için sıfır geçiş çizgisi olarak adlandırılır.

Triyakın, DC kapısı tetiklemesi kesinti olmaksızın süreklilik arz ediyorsa, gösterilen sinyali sürekli olarak iletmesi beklenebilir.

2) İkinci şekil, bir triyakın, faz döngülerinin her alternatif pozitif sıfır geçişinde kapı tetikleyicilerine (kırmızı ile gösterilen PWM) yanıt olarak yalnızca pozitif yarı döngülerde nasıl davranmaya zorlanabileceğini gösterir.% 50 faz kontrolü ile sonuçlanır. .

3) Üçüncü şekil, darbelerin alternatif olarak AC fazının her negatif sıfır geçişinde üretecek şekilde zamanlandığı, aynı zamanda triyak ve yük için% 50 faz kontrolü ile sonuçlanan özdeş bir yanıtı gösterir.

Bununla birlikte, farklı hesaplanmış sıfır geçiş düğümlerinde bu tür zamanlanmış PWM'lerin üretilmesi zor ve karmaşık olabilir, bu nedenle istenen herhangi bir faz kontrolü oranını elde etmek için kolay bir yaklaşım, yukarıdaki 4. şekilde gösterildiği gibi zamanlı darbe dizilerini kullanmaktır.

4) Bu şekilde, 4 PWM patlamaları, her alternatif faz döngüsünden sonra görülebilir ve bu, triyak çalışmasında yaklaşık% 30 azalma ile sonuçlanır ve bağlı yük için aynıdır.

Burada, orta 3nos atımlarının işe yaramaz veya etkisiz olduğunu fark etmek ilginç olabilir, çünkü ilk darbeden sonra triyak kilitlenir ve bu nedenle ortadaki 3 darbenin triyak üzerinde hiçbir etkisi olmaz ve triyak bir sonraki sıfıra kadar devam eder. Sonraki 5. (son) darbe tarafından tetiklendiği yerden geçiş, triyakın bir sonraki negatif döngü için AÇIK konuma geçmesini sağlar. Bundan sonra, bir sonraki sıfır geçişine ulaşılır ulaşılmaz, daha fazla PWM'nin olmaması, triyakın iletilmesini engeller ve bir sonraki sıfır geçişteki bir sonraki darbeye kadar, triyak ve faz kontrol işlemleri için işlemi tekrarlayan bir sonraki darbeye kadar kesilir. .

Bu şekilde, triyak kapı için zamanla orantılı başka PWM darbe dizileri üretilebilir, böylece tercihe göre farklı faz kontrolü önlemleri uygulanabilir.

Sonraki makalelerimizden birinde, zaman orantılı PWM devresini kullanarak yukarıda tartışılan triyak faz kontrolünü elde etmek için pratik bir devre hakkında bilgi edineceğiz.