Ištirtos paprastos triacinių fazių valdymo grandinės

Triac fazės valdymo grandinėje triac įjungiamas tik tam tikroms kintamosios srovės pusės ciklų dalims, todėl apkrova veikia tik tą kintamosios srovės bangos formos laikotarpį. Tai lemia kontroliuojamą energijos tiekimą į apkrovą.

Triakai populiariai naudojami kaip kietojo kūno relė, pakeičianti didelės galios kintamąsias apkrovas. Tačiau yra dar viena labai naudinga triakų funkcija, leidžianti juos naudoti kaip galios valdiklius, norint valdyti tam tikrą apkrovą norimu konkrečiu galios lygiu.

Tai iš esmės įgyvendinama keliais būdais: fazių valdymu ir nulinės įtampos perjungimu.

Fazių valdymo programa paprastai tinka tokioms apkrovoms kaip šviesos reguliatoriai, elektros varikliai, įtampos ir srovės reguliavimo metodai.

Nulinės įtampos perjungimas yra tinkamesnis nejudančioms apkrovoms, tokioms kaip kaitinamosios lempos, šildytuvai, lituokliai, geizeriai ir kt. Nors jas taip pat galima valdyti fazės valdymo metodu.

Kaip veikia triacinių fazių kontrolė

„Triac“ gali būti įjungtas bet kurioje pritaikyto kintamosios pusės ciklo dalyje, ir jis toliau veiks laidžiuoju režimu tol, kol kintamosios srovės pusės ciklas pasieks nulinę perėjimo liniją.

Tai reiškia, kad kai triacas įsijungia kiekvieno kintamosios pusės ciklo pradžioje, „Triac“ iš esmės įsijungtų kaip įjungtas įjungimo / išjungimo jungiklis.

Tačiau tarkime, kad jei šis trigerio signalas bus naudojamas kintamos kintamosios srovės ciklo bangos formos viduryje, „Triac“ būtų leidžiama atlikti tiesiog likusį to pusinio ciklo laikotarpį.

Ir todėl, kad „Triac“ aktyvuojasi tik pusę laikotarpio jis proporcingai sumažina apkrovai tiekiamą energiją maždaug 50% (1 pav.).

Taigi galios apkrovą kiekis gali būti valdomas bet kokiu norimu lygiu, tik keičiant triacinį įjungimo tašką kintamosios srovės fazės bangos formoje. Taip veikia fazių valdymas naudojant triacą.

„Light Dimmer“ taikymas

Į standartinė šviesos reguliatoriaus grandinė yra pateiktas 2 paveiksle žemiau. Kiekvieno kintamosios srovės pusės ciklo metu 0,1 µf kondensatorius įkraunamas (per valdymo potenciometro varžą) tol, kol jo kontaktuose bus pasiektas 30–32 įtampos lygis.

Maždaug šiame lygyje trigerio diodas (diac) yra priverstas šaudyti, todėl įtampa perduoda trigerį į triaco vartus.

Į neoninė lempa taip pat gali būti įdarbintas vietoj a diakonas už tą patį atsakymą. Laikas, kurį 0,1 μf kondensatorius naudoja įkraunant iki diako šaudymo ribos, priklauso nuo valdymo potenciometro atsparumo nustatymo.

Dabar tarkime, jei potenciometras sureguliuojamas iki nulio atsparumo, kondensatorius akimirksniu įkraunamas iki diako šaudymo lygio, o tai savo ruožtu sukels laidumą beveik visą kintamosios srovės pusperiodį.

Kita vertus, kai potenciometras bus sureguliuotas pagal jį, didžiausia pasipriešinimo vertė gali sukelti kondensatorius įkrauti iki šaudymo lygio tik tol, kol pusės ciklas beveik pasieks savo pabaigos tašką. Tai leis

„Triac“ diriguoti tik labai trumpą laiką, kol kintamosios srovės bangos forma sklinda per visą pusės ciklo pabaigą.

Nors aukščiau parodyta dimerio grandinė iš tikrųjų yra lengva ir nebrangi statyti apima vieną reikšmingą apribojimą - tai neleidžia sklandžiai valdyti apkrovos galios nuo nulio iki didžiausio.

Sukdami potenciometrą, galime pastebėti, kad apkrovos srovė gana staiga pakyla nuo nulio iki kai kurių aukštesnių lygių, iš kur tai būtų galima sklandžiai veikti tik aukštesniame ar žemesniame lygmenyse.

Jei trumpam nutrūksta kintamosios srovės maitinimas ir lempos apšvietimas nusileidžia žemiau šio „šuolio“ (histerezės) lygio, lempa lieka išjungta net ir galutinai atstatius maitinimą.

Kaip sumažinti histerezę

Tai histerezės efektas gali būti iš esmės sumažintas įgyvendinant projektą, kaip parodyta žemiau esančioje 3 paveiksle.

Pataisymas: pakeiskite RFI ritę 100 uF į 100 uH

Ši grandinė puikiai veikia kaip buitinis šviesos reguliatorius . Visos dalys gali būti montuojamos sieninio jungiklio plokštės gale ir tuo atveju, jei apkrova yra mažesnė nei 200 vatų, „Triac“ gali veikti nepriklausomai nuo radiatoriaus.

Orkestrų spektakliuose ir teatruose naudojamiems šviesos dimensijoms praktiškai 100% nereikia histerezės, kad būtų galima nuosekliai valdyti lempų apšvietimą. Ši savybė gali būti pasiekta dirbant su grandine, pavaizduota žemiau 4 paveiksle.

Pataisymas: pakeiskite RFI ritę 100 uF į 100 uH

„Triac Power“ pasirinkimas

Kaitrinės lemputės traukia neįtikėtinai didelę srovę tuo laikotarpiu, kai kaitinimo siūlas pasiekia savo darbinę temperatūrą. Tai įjunkite šuolį srovė gali viršyti nominalią „triac“ srovę maždaug 10–12 kartų.

Laimei, buitinės lemputės gali pasiekti savo darbinę temperatūrą vos per keletą kintamosios srovės ciklų, ir šį trumpą didelės srovės periodą „Triac“ lengvai sugeria be jokių problemų.

Tačiau situacija gali būti ne tokia kaip teatro apšvietimo scenarijams, kai didesnės galios lemputėms reikia daug ilgesnio laiko, kad būtų pasiekta jų darbinė temperatūra. Tokio tipo reikmėms „Triac“ reitingas turi būti bent 5 kartus didesnis už įprastą didžiausią apkrovą.

Triacinių fazių valdymo grandinių įtampos svyravimai

Kiekviena iki šiol rodoma triacinės fazės valdymo grandinė priklauso nuo įtampos, ty jų išėjimo įtampa kinta atsižvelgiant į įvesties maitinimo įtampos pokyčius. Ši priklausomybė nuo įtampos gali būti pašalinta naudojant zenerio diodą, kuris gali stabilizuoti ir išlaikyti įtampą per laiko kondensatorių pastovią (4 pav.).

Šis nustatymas padeda išlaikyti praktiškai pastovų išėjimą, neatsižvelgiant į reikšmingus kintamosios srovės įėjimo įtampos pokyčius. Jis reguliariai randamas fotografijos ir kitose programose, kur labai stabilus ir fiksuotas šviesos lygis tampa būtinas.

Liuminescencinių lempų valdymas

Remiantis visomis iki šiol paaiškintomis fazių valdymo grandinėmis, kaitinamosiomis kaitinamosiomis lempomis buvo galima naudotis be jokių papildomų esamos namų apšvietimo sistemos pakeitimų.

Šviesos liuminescencinės lempos taip pat gali būti reguliuojamos naudojant tokio tipo triacines fazes. Kai išorinė halogeninės lempos temperatūra nukrenta žemiau 2500 laipsnių C, regeneruojantis halogeno ciklas neveikia.

Tai gali lemti, kad kaitinamasis volframas nusidriekia virš lempos sienos, sutrumpindamas kaitinamojo siūlo tarnavimo laiką ir apribodamas apšvietimo perdavimą per stiklą. Reguliavimas, kuris dažnai naudojamas kartu su kai kuriomis anksčiau apžvelgtomis grandinėmis, parodytas 5 pav

Ši sąranga įjungia lempas, kai sutemsta, ir vėl jas išjungia auštant. Fotoelementas turi matyti aplinkos šviesą, tačiau būti apsaugotas nuo valdomos lempos.

Variklio greičio valdymas

„Triac Phase“ valdymas taip pat leidžia jums sureguliuoti elektros variklių greitis . Bendras serijinio suvynioto variklio tipas gali būti valdomas grandinėmis, panašiai kaip ir tomis, kurios taikomos šviesos pritemdymui.

Tačiau norint užtikrinti patikimą komutavimą, kondensatorių ir nuoseklųjį varžą reikia lygiagrečiai prijungti per „Triac“ (6 pav.).

Per šį nustatymą variklio greitis gali skirtis atsižvelgiant į apkrovos ir maitinimo įtampos pokyčius,

Tačiau nekritinėms programoms (pvz., Ventiliatoriaus greičio valdymui), kai apkrova yra fiksuota tam tikru greičiu, grandinei nereikės jokių pakeitimų.

Variklio greitis, kuris, iš anksto užprogramuotas, išlieka pastovus net ir keičiantis apkrovos sąlygoms, yra naudinga elektrinių įrankių, laboratorinių maišytuvų, laikrodžių tekinimo staklių puodžių ratų ir kt. Charakteristika. Norint pasiekti šią „apkrovos jutimo“ funkciją , SCR paprastai yra įtrauktas į pusės bangos išdėstymą (7 pav.).

Grandinė veikia gana gerai per ribotą laiką variklio greičio diapazonas nors gali būti pažeidžiami mažo greičio „žagsulys“, o pusės bangos darbo taisyklė stabdo stabilizuotą veikimą, kuris yra daug didesnis nei 50% greičio diapazonas. Apkrovos jutimo fazės valdymo grandinė, kurioje „Triac“ užtikrina visišką nulį iki didžiausio valdymo, parodyta 8 paveiksle.

Indukcinio variklio greičio valdymas

Asinchroniniai varikliai Greitis taip pat gali būti valdomas naudojant „Triacs“, nors galite susidurti su keliais sunkumais, ypač jei yra dalinio fazės arba kondensatoriaus paleidimo varikliai. Paprastai asinchroninius variklius galima valdyti nuo viso iki pusės greičio, atsižvelgiant į tai, kad jie nėra 100% apkrauti.

Variklio temperatūra galėtų būti naudojama kaip gana patikima atskaitos taškas. Temperatūra niekada neturėtų viršyti gamintojo specifikacijų, bet kokiu greičiu.

Dar kartą galima pritaikyti patobulintą šviesos reguliatoriaus grandinę, nurodytą aukščiau 6 paveiksle, tačiau apkrova turi būti prijungta kitoje vietoje, kaip parodyta punktyrinėse linijose

Kintanti transformatoriaus įtampa per fazių valdymą

Aukščiau paaiškinta grandinė taip pat gali būti naudojama įtampai reguliuoti pirminėje transformatoriaus apvijoje, tokiu būdu įgyjant kintamo greičio antrinę išėjimą.

Šis dizainas buvo pritaikytas įvairiuose mikroskopo lempos valdikliuose. Kintamas nulio nustatymas buvo pateiktas pakeitus 47K rezistorių 100 k potenciometru.

Šildymo apkrovų valdymas

Įvairios iki šiol aptartos „Triac“ fazės valdymo grandinės gali būti pritaikytos valdyti šildytuvo tipo apkrovos programas, nors valdoma apkrovos temperatūra gali keistis keičiant įėjimo kintamosios srovės įtampą ir supančią temperatūrą. Grandinė, kuri kompensuoja tokius skirtingus parametrus, parodyta 10 pav.

Hipotetiškai ši grandinė gali išlaikyti stabilizuotą temperatūrą iki 1% iš anksto nustatyto taško, neatsižvelgiant į kintamosios srovės linijos įtampos pokyčius +/- 10%. Tikslų bendrą našumą gali nulemti sistemos, kurioje naudojamas valdiklis, struktūra ir konstrukcija.

Ši grandinė suteikia santykinį valdymą, o tai reiškia, kad šildymo apkrovai suteikiama bendra galia, kai apkrova pradeda šilti, tada tam tikru viduriu galia nuleidžiama matuojant, proporcingai faktinės temperatūros skirtumui. krovinį ir numatomą krovinio temperatūrą.

Proporcinis diapazonas yra kintamas naudojant „padidinimo“ valdymą. Grandinė yra paprasta, tačiau veiksminga, tačiau ji apima vieną reikšmingą trūkumą, kuris apriboja jo naudojimą iš esmės lengvesnėmis apkrovomis. Ši problema susijusi su sunkiųjų radijo trukdžių sklaida dėl triacinės fazės kapojimo.

Radijo dažnio trikdžiai fazių valdymo sistemose

Visi triacinės fazės valdymo įtaisai sukelia didžiulius radijo dažnio sutrikimus (radijo dažnio trukdžius arba RFI). Tai iš esmės vyksta žemesniais ir vidutiniais dažniais.

Radijo dažnių spinduliavimą stipriai sugeria visi netoliese esantys vidutinių bangų radijo imtuvai ir net garso aparatūra bei stiprintuvai, sukuriantys erzinantį garsų skambesį.

Ši RFI taip pat gali paveikti mokslinių tyrimų laboratorijos įrangą, ypač pH matuoklius, o tai lemia nenuspėjamą kompiuterių ir kitų panašių jautrių elektroninių prietaisų veikimą.

Galima priemonė sumažinti RFI yra pridėti RF induktorių nuosekliai su elektros linija (grandinėse nurodyta kaip L1). Tinkamo dydžio droselis gali būti pastatytas apvyniojant 40–50 super emaliuoto vario vielos posūkių per mažą ferito strypą ar bet kurią ferito šerdį.

Tai gali sukelti maždaug induktyvumą. 100 uH labai slopina RFI svyravimus. Norint padidinti slopinimą, gali būti svarbu maksimaliai padidinti apsisukimų skaičių iki tiek, kiek įmanoma, arba induktyvumą iki 5 H.

RF droselio trūkumas

Šio tipo ritės pagrindu veikiančios triacinės fazės valdymo grandinės žlugimas yra tas, kad į apkrovos galią reikia atsižvelgti atsižvelgiant į droselio vielos storį. Norint, kad apkrova būtų kilovatų diapazone, RF droselio viela turi būti pakankamai stora, todėl ritės dydis žymiai padidėja ir yra stambus.

RF triukšmas yra proporcingas apkrovos galiai, todėl dėl didesnių apkrovų gali atsirasti didesnis radijo dažnių spinduliavimas, reikalaujantis geresnės slopinimo grandinės.

Ši problema gali būti ne tokia rimta indukcinės apkrovos kaip ir elektros varikliai, nes tokiais atvejais apkrovos apvija silpnina RFI. „Triac Phase“ valdymas taip pat susijęs su papildomu klausimu - tai yra apkrovos galios koeficientas.

Apkrovos galios koeficientas gali būti neigiamai paveiktas ir tai yra klausimas, į kurį energijos tiekimo reguliatoriai atsižvelgia gana rimtai.