Suurin osa kotona käytetyistä sähkölaitteista vaatii verkkovirtaa toimintaansa. Tämä vaihtovirta tai vaihtovirtalähde annetaan laitteille joidenkin tehoelektronisten kytkimien kytkentätoiminnon avulla. Kuormien sujuvan toiminnan kannalta on välttämätöntä ohjata Käytetty vaihtovirta heille. Tämä saavutetaan puolestaan ohjaamalla tehoelektronisten kytkimien kytkentätoimintaa, kuten SCR.
Kaksi menetelmää SCR: n kytkentätoiminnan ohjaamiseksi
- Vaiheen ohjausmenetelmä : Tämä viittaa SCR: n kytkennän ohjaamiseen viittaamalla AC-signaalin vaiheeseen. Yleensä Tyristori laukeaa 180 astetta AC-signaalin alusta. Tai toisin sanoen vaihtosignaalin aaltomuodon nollaristeyksissä laukaisupulsseja käytetään tyristorin hilapäätteeseen. Jos ohjataan vaihtovirtaa SCR: lle, näiden pulssien käyttö viivästyy lisäämällä pulssien välistä aikaa, ja tätä kutsutaan ohjaukseksi laukaisukulman viiveellä. Kuitenkin nämä piirit aiheuttavat korkeamman asteen yliaaltoja ja tuottavat radiotaajuista RFI: tä ja raskasta käynnistysvirtaa ja suuremmilla tehotasoilla, se vaatii enemmän suodattimia RFI: n vähentämiseksi.
- Integroitu syklinvaihto: Integraali syklisäätö on toinen menetelmä, jota käytetään vaihtamaan vaihtovirta suoraan AC: ksi, joka tunnetaan nollakytkennänä tai jakson valitsemisena. Integraalinen syklin laukaisu liittyy vaihtovirran kytkentäpiireihin ja erityisesti integroituihin syklin nollajännitteisiin vaihtopiireihin. Kun nollajännitekytkintä käytetään matalan tehokertoimen (induktiivisen kuormituksen), kuten moottorin tai tehomuuntajan, kytkemiseen, se aiheuttaa voimamuuntajan ylikuumenemisen käyttöjohdoissa. Siksi kuorman virran kyllästys on liian suuria syöttövirtoja. Toinen lähestymistapa integroituun syklin nollajännitekytkentään sisältää suhteellisen monimutkaisten kahden vakaan varastoelementin ja logiikkapiirin järjestelyjen käytön, jotka itse asiassa laskevat kuormavirran puolisyklien lukumäärän. Integraalinen syklinvaihto koostuu syöttövirran kytkemisestä kuormitukseen kokonaislukumäärän jaksojen ajan ja sitten virran katkaisemisesta vielä yhdelle integraalijaksolle. Tyristoreiden nollajännitteen ja nollavirran kytkemisen takia syntyvät harmoniset yliaallot vähenevät. Integroidun jaksokytkennän käyttäminen sileä jännite ei ole mahdollista ja taajuus vaihtelee. Integroitu syklinvaihto tyristoreiden rintakäynnistyksellä menetelmänä AC-signaalin kokonaisen syklin, jaksojen tai jaksojen osien poistamiseksi on tunnettu ja vanha menetelmä vaihtovirran ohjaamiseksi, erityisesti vaihtovirtalämmittimen kuormituksissa. Kuitenkin ajatus jännitteen aaltomuodon syklin varastamisesta mikrokontrolleria käyttämällä voi olla hyvin tarkka Assembly / C-kielellä kirjoitetun ohjelman mukaisesti. Joten keskimääräinen jännitteen aika tai tällä hetkellä kuormituksella koettu aika on suhteellisesti pienempi kuin jos koko signaali kytketään kuormaan.
Yksi tämän järjestelmän käytön sivuvaikutus on tulovirran tai jännitteen aaltomuodon epätasapaino, kun syklit kytketään päälle ja pois kuorman yli, joten ne soveltuvat tietyille kuormille verrattuna polttokulmasäädetyllä menetelmällä THD: n minimoimiseksi.
Ennen kuin ryhdymme esimerkkeihin jokaisesta ohjaustyypistä, kerro meille lyhyesti nollan ylityksen havaitsemisesta.
Nollan ylityksen tunnistus tai nollajännitteen ylitys
Termillä Zero Voltage Crossing tarkoitetaan pistettä AC-signaalin aaltomuodossa, jossa signaali ylittää aaltomuodon nollareferenssin, tai toisin sanoen, missä signaalin aaltomuoto leikkaa x-akselin. Sitä käytetään jaksollisen signaalin taajuuden tai jakson mittaamiseen. Sitä voidaan käyttää myös synkronoitujen pulssien tuottamiseen, joita voidaan käyttää piiohjatun tasasuuntaajan porttiliittimen laukaisemiseksi, jotta se toimisi 180 asteen polttokulmassa.
Siniaalto on luonteeltaan solmuja, joissa jännite ylittää nollapisteen, kääntää suunnan ja täydentää siniaallon.
Vaihtamalla vaihtovirtakuormaa nollajännitepisteessä, käytännössä eliminoimme jännitteen aiheuttamat häviöt ja jännitykset.
Zero Cross Sensing- tai Zero Voltage Sensing ZVS- tai ZVR-piiri
Yleensä nollan ylityksen havaitsemisessa käytetty OPAMP toimii vertailijana, joka vertaa sykkivää DC-signaalia (joka saadaan tasasuuntaamalla AC-signaali) DC-vertailujännitteeseen (saatu suodattamalla sykkivä DC-signaali). Vertailusignaali annetaan ei-invertoivalle liittimelle, kun taas sykkivä jännite annetaan invertoivalle liittimelle.
Jos sykkivä tasajännite on pienempi kuin vertailusignaali, kehitetään loogisesti korkea signaali vertailijan ulostuloon. Täten jokaiselle vaihtosignaalin nollaristipisteelle syntyy pulsseja nollaristeilijän ulostulosta.
Video nollaristeilijöistä
Integral Switching Cycle Control (ISCC):
Integroidun jaksokytkennän ja vaiheenohjauskytkennän haittojen poistamiseksi integroitua kytkentäjaksosäätöä käytetään lämmityskuorman hallintaan. ISCC-piirissä on 3 osaa. Ensimmäinen koostuu virtalähteestä kaikkien sisäisten vahvistimien käyttämiseksi ja portin energian syöttämiseksi tehopuolijohdelaitteisiin. Toinen osa koostuu nollajännitteen havaitsemisesta tunnistamalla nollan syöttöjännitteen esiintymä ja tarjoaa vaiheviiveen. Kolmannessa osassa tarvitaan vahvistusvaihe, joka suurentaa ohjaussignaali virtakytkimen virran kytkemiseen tarvittavan aseman saamiseksi. ISCC-piirit koostuvat laukaisupiiristä ja tehovahvistimesta (FCPA) ja virtalähteestä kuorman hallitsemiseksi.
FCPA koostuu tiristorin porttiohjaimista ja TRIAC: ää käytetään virtalaitteina ehdotetussa suunnittelussa. Triac voi johtaa virtaa kumpaankin suuntaan, kun se kytketään päälle, ja sitä kutsutaan aiemmin kaksisuuntaiseksi triodityristoriksi tai kahdenväliseksi triodityristoriksi. Triac on kätevä kytkin vaihtovirtapiireille, joka mahdollistaa suurten tehovirtausten hallinnan milliampeerisen asteikon säätövirroilla.
Integral Cycle Switching -sovelluksen käyttö - Teollisuuden tehonsäätö integroidulla kytkimellä
Tätä menetelmää voidaan käyttää vaihtovirran säätämiseen, erityisesti lineaaristen kuormitusten, kuten sähköuunissa käytettävien lämmittimien, yli. Tässä mikrokontrolleri toimittaa lähdön, joka perustuu vastaanotettuun keskeytykseen viitteenä laukaisupulssien muodostamiselle.
Näitä laukaisupulsseja käyttämällä voimme ajaa optoisolaattoreita Triacin laukaisemiseksi integroidun sykliohjauksen saavuttamiseksi mikrokontrolleriin liitettyjen kytkimien mukaisesti. Moottorin sijasta on järjestetty sähkölamppu sen toiminnan havaitsemiseksi.
Estä tehonohjauksen kaavio integroidulla syklinvaihdolla
Tässä käytetään nollaristeilijää antamaan laukaisupulssit tyristorin hilapulsseille. Näiden pulssien käyttöä ohjataan mikro-ohjaimen ja optoisolaattorin kautta. Mikrokontrolleri on ohjelmoitu soveltamaan pulsseja optoisolaattoriin kiinteäksi ajaksi ja lopettamaan sitten pulssien soveltamisen toiseksi kiinteäksi ajaksi. Tämä johtaa muutaman kuormaan kohdistetun AC-signaalin aaltomuodon täydelliseen eliminointiin. Optoisolaattori käyttää siten tyristoria perustuen mikrokontrollerin tuloon. Siten lampulle annettu vaihtovirta ohjataan.
Vaiheohjatun kytkennän sovellus - ohjelmoitava vaihtovirran hallinta
Lohkokaavio virranhallinnasta vaiheenohjausmenetelmällä
Tätä menetelmää käytetään lampun voimakkuuden säätämiseen säätämällä lampun vaihtovirtaa. Tämä tapahtuu viivästyttämällä liipaisupulssien käyttöä TRIAC: lle tai käyttämällä laukaisukulman viivästysmenetelmää. Nollarajan ylittävä ilmaisin syöttää pulsseja mikrokontrolleriin kohdistetun vaihtovirta-aaltomuodon jokaisella nollakohdalla. Aluksi mikrokontrolleri antaa nämä pulssit optoisolaattorille, joka laukaisee tyristorin vastaavasti ilman viivettä ja siten lamppu hehkuu täydellä voimalla. Nyt käytettäessä mikrokontrolleriin liitettyä näppäimistöä, vaadittu intensiteetti prosentteina kohdistetaan mikrokontrolleriin ja se on ohjelmoitu vastaavasti viivästyttämään pulssien käyttöä optoisolaattorissa. Tyristorin laukaisu viivästyy ja vastaavasti lampun voimakkuutta säädetään.
