PWM-ohjattu tuulettimen säätöpiiri

Tässä artikkelissa tarkastelemme yksinkertaista 220 V: n verkkovirtaa ohjaavaa PWM-puhallinta tai valonsäätöpiiriä, joka ei vaadi mikro-ohjainta tai kalliita triac-ohjaimia aiottuihin toimintoihin.

Kapasitiivinen vaiheen pilkkominen

Kaikilla tavallisen tyyppisillä tuulettimen säätimillä ja himmentimillä, jotka perustuvat kapasitiiviseen vaiheen pilkkomistekniikkaan, on yksi yhteinen haitta, jotka tuottavat paljon radiotaajuista kohinaa ja edellyttävät suuria induktoreita niiden osittaiseen ohjaamiseen.

Lisäksi tavallisella kondensaattori-diac-tekniikalla suoritetusta kytkennästä tai vaiheen pilkkomisesta puuttuu tarkkuus ja terävyys.

Ehdotettu verkkojännitemuuntajaton PWM-ohjattu puhaltimen säätöpiiri on vapaa kaikista sellaisista mahdollisista ongelmista, joita normaalisti seuraa perinteiset puhallin- tai valonsäätölaitteet, koska siinä käytetään edistynyttä CMOS IC -piiriä ja tarkkaa nollan ylitysilmaisinta.

Ei käytettyjä MCU: ita

Parasta tässä piirissä on, että se ei vaadi mikro-ohjaimia ja ohjelmointia, ja myös triac-ohjain on poistettu, mikä tekee piiristä erittäin helpon rakentaa myös uusille harrastajille.

Opitaan kokoonpano yksityiskohtaisesti, mikä on melko suoraviivaista:

Piiriin viitaten IC1, joka on 4060-ajastinsiru, on konfiguroitu tuottamaan viivästetty positiivinen pulssi triacille joka kerta, kun vaihe ylittää vaihekulmansa nollaviivan.

Koko piiri saa virtansa tavallisesta kapasitiivisesta virtalähteestä C1, D5, Z1 ja C3.

IC1 on konfiguroitu vakiomuodossaan viivästetyn kytkimen ON tai high tuottamiseksi aina, kun sen nasta 12 käy läpi nollaustoiminnon.

Nolla risteyskytkentä Triacille

Himmennystoiminto tai vaiheen ohjaustoiminto saavutetaan saamalla triac toimimaan ennalta määrätyn viiveen jälkeen joka kerta, kun havaitaan nolla ylitys.

Jos tämä viive on lyhyt, se tarkoittaa, että triac saa mahdollisuuden suorittaa enemmän aikaa vaihekulmille, jolloin liitetty tuuletin pyörii nopeammin tai valo loistaa kirkkaammaksi.

Kun tämä viive kasvaa, triac pakotetaan suorittamaan suhteellisesti lyhyempiä kestoja vaihekulmien yli tuottaen suhteellisen määrän vähennystä liitetyn tuulettimen tai vastaavasti valon nopeudelle tai kirkkaudelle.

Nollan ylitysoperaatio toteutetaan yksinkertaisesti käyttämällä tavallista opto-kytkintä, kuten voidaan todeta annetusta kaaviosta.

Silta D1 --- D4 muuntaa vaihekulman vastaaviksi 100 Hz: n positiivisiksi pulsseiksi.

LEd ja optokytkimen sisällä oleva transistori reagoivat näihin positiivisiin 100 Hz: n pulsseihin ja pysyvät kytkettyinä PÄÄLLE vain niin kauan kuin pulssit ovat 0,8 V nollamerkin yläpuolella ja sammuvat heti, kun pulssit saavuttavat nollapisteen.

Kun opto-transistori on johtavassa vaiheessa, IC-nasta 12 pidetään maanpinnalla sallien viiveen tai ennalta määrätyn negatiivisen käynnistyspulssin triac-portille.

Kuitenkin nollan ylitystasoilla opto kytkeytyy pois päältä, nollaamalla IC: n nasta 12 siten, että IC-nasta 3 käynnistää uuden tai uuden viiveen triacin vastaamiseksi kyseiseen tiettyyn vaihekulmaan.

PWM-vaiheen hallinta

Tämän viive-pulssin pituutta tai pulssin leveyttä voidaan muuttaa säätämällä sopivasti VR1: tä, josta tulee myös nopeuden säätönuppi keskustellulle PWM-ohjatulle puhaltimen säätöpiirille.

VR1 ja C2 on valittava siten, että niiden tuottama maksimiviive ei saisi ylittää 1/100 = 0,01 sekunnin ajoitusta, jotta voidaan varmistaa lineaarisesti kasvava 0 - täydellinen kalibrointi annetulla säätönupilla.

Edellä mainittu voidaan toteuttaa jollakin kokeiluvirheellä tai käyttämällä IC 4060: n vakiokaavaa.

Edellä mainittua varten voit kokeilla myös muita IC: n lähtöjä.

Piirikaavio

Osaluettelo

R1, R5 = 1 M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = KATSO TEKSTI
OPTO = 4N35 TAI JOKA VAKIO
C1 = 0,22 uF / 400 v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12 V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Aaltomuodon simulointi

Alla oleva viive-aaltomuodon kuva osoittaa, kuinka tuulettimen vaihe voidaan viivästyttää jokaisella nolla-ylityksellä VR1: n ja C2: n eri asetuksille.

Älykäs PWM-tuulettimen säädin IC 555: n avulla

Lähes kaikki valo / tuulettimen säätöpiirit käyttävät piiohjattua tasasuuntaajaa (triac tai SCR).

Nämä laitteet kytketään ennalta määrätyllä vaihekulmalla, joka pysyy myöhemmin johtamistilassa seuraavaan verkkovirran syklin nollaan asti.

Tämä prosessi näyttää helpolta, mutta samalla se aiheuttaa vaikeuksia hallita pienempiä kuormia tai niitä induktiivinen luonne aiheuttaen hystereesiä ja välkkymistä.

Näiden ongelmien syy riippuu totuudesta, että pienemmästä kuormitustehosta johtuen laitteille toimitettu virta ei riitä ylläpitämään niiden johtavuutta.

Siksi ohjausominaisuuksien aluetta ei ole toteutettu perusteellisesti. Tulos heikkenee edelleen induktiivisten kuormien kohdalla.

Kuinka piiri toimii

Ehdotettu vaihtovirta 220 V PWM-säädinpiiri, joka käyttää IC 555: ää, antaa sinulle yksinkertaisen ratkaisun toimittamalla triacille vakionopeusvirran, jotta voidaan varmistaa, että yhtä nimellisiä kuin 1 watin kuormia hallitaan myös sujuvasti.

Jotta piiri olisi niin kompakti ja suoraviivainen kuin mahdollista, käytämme suosittua ajastinta IC 555.

IC 555: n lähtö, joka voidaan tyypillisesti laukaista suureksi, aktivoidaan matalalla negatiivisen potentiaalisyötön kautta.

Tämä negatiivinen syöttö on saatavana vaiheesta, joka käsittää C1-R3, tasasuuntaajan D1-D2 yhdessä stabilointiosan D3-C2 kanssa. BJT: t T1 - T3 antavat alustuspulssin 555: n liipaisutulontapille # 2 kullekin verkkovirran AC-tulon nollaristeykselle.

PWM-jakson aikana, kuten P1: n ja P2: n säätö päättää, IC 555: n lähtö on yleensä korkea, ja siksi meillä on käytännössä nolla jännite-eroa nastojen 3 ja nastan 8 välillä, ts. Triac pysyy kytkettynä pois päältä.

Heti kun asetettu aikaväli on kulunut, tappi 3 laskee ja triac aktivoituu.

Puolen vaihtovirtajakson loppupuolella porttivirta käy jatkuvasti, mikä sallii triacin jatkamisen.

Alin kohta, jossa sanotaan, että hehkulampun ei tarvitse vain syttyä, määritetään säätämällä potti P1 huolellisesti. Suodatin R7 C5 L1 tarjoaa tarvittavan irrotuksen triacille.

Lopuksi muistakaa, että absoluuttinen enimmäisteho, jota tämä IC 555 -pohjainen älykäs säätökytkin voisi hallita, ei saisi ylittää 600 wattia.