Cara Membuat Litar Pengesan Lintas Nol

Membuat litar pengesan lintasan sifar sebenarnya sangat mudah dan dapat digunakan dengan berkesan untuk melindungi peralatan elektronik yang sensitif dari lonjakan arus ON.

Litar pengesan lintasan sifar terutama digunakan untuk melindungi peranti elektronik dari lonjakan suis ON dengan memastikan bahawa semasa suis kuasa ON fasa sesalur selalu 'memasuki' litar pada titik persilangan sifar pertamanya.
Anehnya, kecuali 'wikipedia' setakat ini tidak ada laman web dalam talian teratas yang menangani aplikasi penting konsep pengesan penyeberangan sifar ini, saya harap mereka akan mengemas kini artikel mereka setelah membaca catatan ini.

Apakah pengesan lintasan sifar?

Kita semua tahu bahawa fasa AC utama kita terdiri daripada fasa voltan sinusoidal bergantian seperti yang ditunjukkan di bawah:

Dalam AC bergantian ini, arus dapat dilihat bergantian melintasi garis sifar tengah dan melintasi tahap puncak positif dan bawah negatif teratas, melalui sudut fasa tertentu.

Sudut fasa ini dapat dilihat naik dan menurun secara eksponensial, yang bermaksud ia melakukannya secara bertahap naik dan turun secara beransur-ansur.

Kitaran bergantian dalam AC berlaku 50 kali sesaat untuk arus 220V dan 60 kali sesaat untuk input utama 120V seperti yang ditetapkan oleh peraturan standard. Tindak balas kitaran 50 ini disebut frekuensi 50 Hz dan 60 Hz disebut frekuensi 60 Hz untuk saluran utama ini di rumah kita.

Setiap kali kita menghidupkan alat atau alat elektronik ke sumber listrik, alat ini mengalami kemasukan fasa AC secara tiba-tiba, dan jika titik masuk ini berada pada puncak sudut fasa, maka dapat berarti arus maksimum dipaksa ke perangkat pada titik ON.

Walaupun, kebanyakan peranti akan siap untuk ini dan mungkin dilengkapi dengan tahap perlindungan menggunakan perintang, atau NTC atau MOV, tidak disarankan untuk meletakkannya pada situasi yang tidak dapat diramalkan secara tiba-tiba.

Untuk mengatasi masalah seperti itu, tahap pengesan penyeberangan sifar digunakan yang memastikan bahawa setiap kali alat dihidupkan AKTIF dengan daya sesalur, litar lintasan sifar menunggu sehingga kitaran fasa AC mencapai garis sifar, dan pada titik ini ia menghidupkan arus utama kuasa ke alat.

Cara Merangka Pengesan Lintas Nol

Merancang pengesan lintasan sifar tidak sukar. Kita boleh membuatnya menggunakan opamp, seperti yang ditunjukkan di bawah, namun menggunakan opamp untuk konsep sederhana kerana ini kelihatan berlebihan, jadi kita juga akan membincangkan cara menerapkannya dengan menggunakan reka bentuk berdasarkan transistor biasa:

Litar pengesan lintasan sifar Opamp

Catatan: AC input hendaklah dari Bridge Rectifier

Gambar di atas menunjukkan litar pengesan penyeberangan sifar berasaskan opamp 741 sederhana yang boleh digunakan untuk semua aplikasi yang memerlukan pelaksanaan berasaskan persimpangan sifar.

Seperti yang dapat dilihat, 741 dikonfigurasi sebagai pembanding , di mana pin bukan pembaliknya dihubungkan dengan tanah melalui dioda 1N4148, yang menyebabkan potensi penurunan 0.6V pada pin input ini.

Pin input lain # 2 yang merupakan pin pembalik dari iC digunakan untuk pengesanan persilangan sifar, dan digunakan dengan isyarat AC yang disukai.

Seperti yang kita ketahui bahawa selagi potensi pin # 3 lebih rendah daripada pin # 2, potensi output pada pin # 6 akan menjadi 0V, dan sebaik sahaja voltan pin # 3 berada di atas pin # 2, voltan output akan bertukar dengan cepat ke 12V (tahap bekalan).

Oleh itu, dalam isyarat AC input yang diberi semasa tempoh ketika voltan fasa berada di atas garis sifar, atau sekurang-kurangnya di atas 0.6V di atas garis sifar, output opamp menunjukkan potensi sifar .... tetapi semasa tempoh ketika fasa akan memasuki atau melintasi garis sifar, pin # 2 mengalami potensi rujukan di bawah 0.6V seperti yang ditetapkan untuk pin # 3, menyebabkan pembalikan output segera ke 12V.

Oleh itu output semasa titik-titik ini menjadi tahap tinggi 12v, dan urutan ini terus terpicu setiap kali fasa melintasi garis sifar kitaran fasa.

Bentuk gelombang yang dihasilkan dapat dilihat pada output IC yang dengan jelas menyatakan dan mengesahkan pengesanan persilangan sifar IC.

Menggunakan litar BJT opto-pengganding

Walaupun pengesan penyeberangan sifar opamp yang dibincangkan di atas sangat efisien, yang sama dapat dilaksanakan menggunakan pengganding opto biasa BJT dengan ketepatan yang cukup baik.

Catatan: AC input hendaklah dari Bridge Rectifier

Merujuk pada gambar di atas, BJT dalam bentuk phototransistor yang berkaitan di dalam opto coupler dapat dikonfigurasi dengan berkesan sebagai litar pengesan lintasan sifar paling mudah .

Sesalur AC disalurkan ke LED opamp melalui perintang nilai tinggi. Semasa kitaran fasa selagi voltan utama berada di atas 2V, phototransistor tetap dalam mod pengalir dan tindak balas output dipegang pada hampir nol volt, namun pada masa fasa mencapai garis sifar perjalanannya, LED di dalam opto mati menyebabkan transistor juga dimatikan, tindak balas ini dengan serta-merta menyebabkan logik tinggi muncul pada titik output konfigurasi yang ditunjukkan.

Litar Aplikasi praktikal menggunakan pengesanan persilangan sifar

Litar contoh praktikal menggunakan pengesanan persimpangan sifar dapat dilihat di bawah, di sini triac tidak pernah dibenarkan dihidupkan pada titik fasa lain kecuali titik persilangan sifar, setiap kali kuasa dihidupkan.

Ini memastikan bahawa litar sentiasa dijauhkan dari lonjakan arus ON, dan dari bahaya yang berkaitan.

Catatan: AC input hendaklah dari Bridge Rectifier

Dalam konsep di atas, triac ditembakkan melalui SCR isyarat kecil yang dikendalikan oleh PNP BJT. PNP BJT ini dikonfigurasikan untuk melakukan penginderaan persilangan nol untuk peralihan triac yang selamat dan beban yang berkaitan.

Bila-bila masa kuasa dihidupkan, SCR mendapat bekalan anodnya dari sumber pencetus DC yang ada, namun voltan gerbangnya dihidupkan hanya pada saat input melintasi titik sifar pertama.

Setelah SCR dipicu pada titik persimpangan sifar yang selamat, ia melepaskan triac dan beban yang disambungkan, dan seterusnya menjadi terkunci memastikan arus gerbang berterusan untuk triac.

Peralihan jenis ini pada titik persimpangan sifar setiap kali kuasa dihidupkan AKTIF memastikan pengaktifan selamat yang konsisten untuk beban menghilangkan semua bahaya yang mungkin berkaitan dengan suis kuasa tiba-tiba utama.

Penghapusan Bunyi RF

Satu lagi aplikasi litar pengesan melintasi sifar adalah untuk menghilangkan kebisingan dalam litar pensuisan triac . Mari kita ambil contoh sebuah litar peredup cahaya elektronik , biasanya kita dapati litar seperti ini memancarkan banyak bunyi RF ke atmosfera dan juga ke grid utama menyebabkan pembuangan harmonik yang tidak perlu.

Ini berlaku kerana persimpangan cepat konduksi triac melintasi kitaran positif / negatif melalui garis persilangan sifar ... terutamanya di sekitar peralihan persilangan sifar di mana triac mengalami zon voltan yang tidak ditentukan menyebabkannya menghasilkan peralihan arus yang cepat yang di giliran dipancarkan sebagai bunyi RF.

Pengesan lintasan sifar jika ditambahkan ke litar berasaskan triac , menghilangkan fenomena ini dengan membiarkan triac menyala hanya apabila kitaran AC telah melintasi garis sifar dengan sempurna, yang memastikan peralihan triac yang bersih, dengan itu menghilangkan peralihan RF.

Rujukan:

Litar Lintas Sifar