Litar Kawalan Fasa Triak Mudah Terokai

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Dalam litar kawalan fasa triac, triac dipicu AKTIF hanya untuk bahagian tertentu dari kitaran separuh AC, menyebabkan beban beroperasi hanya untuk jangka masa bentuk gelombang AC. Ini menghasilkan bekalan kuasa terkawal ke beban.

Triac digunakan sebagai pengganti relay keadaan pepejal untuk menukar beban AC berkuasa tinggi. Walau bagaimanapun, terdapat satu lagi ciri triac yang sangat berguna yang membolehkannya digunakan sebagai pengawal kuasa, untuk mengawal beban tertentu pada tahap daya tertentu yang diinginkan.



Ini pada dasarnya dilaksanakan melalui beberapa kaedah: Kawalan fasa dan pertukaran voltan sifar.

Aplikasi kawalan fasa biasanya sesuai untuk beban seperti dimmer cahaya, motor elektrik, teknik pengatur voltan dan arus.



Peralihan voltan sifar lebih sesuai untuk beban rehat seperti lampu pijar, pemanas, besi pematerian, geyser, dan lain-lain. Walaupun ini juga dapat dikawal melalui kaedah kawalan fasa.

Bagaimana Kawalan Fasa Triac Berfungsi

Triac dapat dipicu menjadi pengaktifan di mana-mana bahagian dari setengah kitaran AC yang diterapkan, dan ia akan terus berada dalam mod pengalir sampai siklus separuh AC mencapai garis persilangan sifar.

Itu bermaksud, apabila triac dipicu pada permulaan setiap separuh kitaran AC, Triac pada dasarnya akan AKTIF sama seperti suis ON / OFF, dihidupkan.

Namun, andaikan jika isyarat pemicu ini digunakan di suatu tempat di tengah-tengah bentuk gelombang kitaran AC, Triac akan dibenarkan melakukan hanya untuk tempoh sisa kitaran separuh itu.

Dan kerana Triac mengaktifkan hanya selama separuh tempoh, secara berkadar mengurangkan daya yang diberikan ke beban, sekitar 50% (Gbr. 1).

Oleh itu, jumlah daya untuk beban dapat dikendalikan pada tingkat yang diinginkan, hanya dengan mengubah titik pemicu triac pada bentuk gelombang fasa AC. Ini adalah bagaimana kawalan fasa berfungsi menggunakan triac.

Aplikasi Light Dimmer

KE litar redup cahaya standard ditunjukkan dalam Rajah 2 di bawah. Dalam setiap kitaran separuh AC, kapasitor 0.1µf akan dikenakan (melalui rintangan potensiometer kawalan) sehingga tahap voltan 30-32 dicapai di pinoutnya.

Di sekitar tahap ini, diod pemicu (diac) dipaksa menyala menyebabkan voltan melepasi pencetus gerbang triac.

KE lampu neon boleh juga digunakan sebagai ganti a diakon untuk tindak balas yang sama. Masa yang digunakan oleh kapasitor 0.1µf untuk mengisi sehingga ambang penembakan diac bergantung pada tetapan rintangan potensiometer kawalan.

Sekarang andaikan jika potensiometer disesuaikan dengan rintangan sifar, akan menyebabkan kapasitor mengecas serta-merta ke tahap penembakan diac, yang seterusnya akan menyebabkan konduksi hampir sepanjang separuh kitaran AC.

Sebaliknya, apabila potensiometer diselaraskan, nilai rintangan maksimum mungkin menyebabkan kapasitor untuk mengisi ke tahap penembakan hanya sehingga separuh kitaran hampir mencapai titik penamatnya. Ini akan membolehkan

Triac melakukan hanya dalam waktu yang sangat singkat semasa bentuk gelombang AC bergerak pada akhir separuh kitarannya.

Walaupun litar redup yang ditunjukkan di atas sangat mudah dan kos rendahnya dibina merangkumi satu had yang ketara - ia tidak membenarkan kawalan kuasa yang lancar pada beban dari sifar hingga maksimum.

Semasa kita memutar potensiometer, kita mungkin mendapati arus beban meningkat dengan tiba-tiba dari sifar ke beberapa tahap yang lebih tinggi dari mana ini hanya dapat dikendalikan dengan lancar di tahap yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Sekiranya bekalan AC terputus sebentar dan pencahayaan lampu berada di bawah tahap 'lompat' (histeresis) ini, lampu tetap dimatikan walaupun akhirnya kuasa dipulihkan.

Cara Mengurangkan Histeresis

Ini kesan histeresis dapat diturunkan secara substansial dengan menerapkan desain seperti yang ditunjukkan dalam rangkaian pada Gambar 3 di bawah.

Pembetulan: Sila ganti 100 uF dengan 100 uH untuk gegelung RFI

Litar ini berfungsi hebat sebagai cahaya rumah lebih malap . Semua bahagian dapat dipasang di bagian belakang papan suis dinding dan jika beban berada di bawah 200 watt, Triac dapat berfungsi tanpa bergantung pada heatsink.

Praktis 100% ketiadaan histeresis diperlukan untuk pengedap cahaya yang digunakan dalam persembahan orkestra dan teater, untuk membolehkan kawalan pencahayaan lampu yang konsisten. Ciri ini dapat dicapai dengan bekerja dengan litar yang ditunjukkan dalam Rajah 4 di bawah.

Pembetulan: Sila ganti 100 uF dengan 100 uH untuk gegelung RFI

Memilih Kuasa Triac

Mentol pijar menarik arus yang sangat besar dalam tempoh filamen mencapai suhu operasinya. Ini hidupkan lonjakan arus mungkin melebihi arus undian triac sekitar 10 hingga 12 kali.

Nasib baik mentol rumah mampu mencapai suhu operasi hanya dalam beberapa kitaran AC, dan jangka masa arus tinggi ini mudah diserap oleh Triac tanpa masalah.

Walau bagaimanapun, keadaan mungkin tidak sama untuk senario pencahayaan teater, di mana mentol watt yang lebih besar memerlukan masa yang lebih lama untuk mencapai suhu kerja mereka. Untuk jenis aplikasi seperti itu, Triac harus dinilai minimum 5 kali dari beban maksimum biasa.

Turun naik voltan dalam litar kawalan fasa triac

Setiap litar kawalan fasa triac yang dipaparkan sejauh ini bergantung kepada voltan - yang bermaksud, voltan keluarannya berbeza-beza sebagai tindak balas kepada perubahan voltan bekalan input. Ketergantungan pada voltan dapat dihilangkan menggunakan diod zener yang mampu menstabilkan dan menjaga voltan merentasi kapasitor masa (Gbr. 4).

Penyediaan ini membantu mengekalkan output yang berterusan tanpa mengira perbezaan ketara dalam voltan input AC. Ia sering dijumpai dalam aplikasi fotografi dan lain-lain di mana tahap cahaya yang sangat stabil dan tetap menjadi penting.

Kawalan Lampu Pendarfluor

Merujuk kepada semua rangkaian kawalan fasa yang dijelaskan sejauh ini, lampu filamen pijar dapat dimanipulasi tanpa perubahan tambahan pada sistem pencahayaan rumah yang ada.

Peredupan lampu pendarfluor juga dimungkinkan melalui kawalan fasa triak seperti ini. Apabila suhu luar lampu halogen jatuh di bawah 2500 darjah C, kitaran halogen yang menjana semula menjadi tidak beroperasi.

Ini boleh menyebabkan filamen Tungsten tersendat di dinding. Lampu, mengurangkan hayat filamen dan juga menyekat penghantaran pencahayaan melalui kaca. Penyesuaian yang sering dilakukan bersama dengan beberapa litar yang ditinjau di atas ditunjukkan pada Gambar 5

Pengaturan ini menyalakan lampu ketika kegelapan menyala, dan mematikannya semula pada waktu subuh. Sel foto perlu untuk melihat cahaya sekitar tetapi terlindung dari lampu yang sedang dikendalikan.

Kawalan Kelajuan Motor

Triac phase -control juga membolehkan anda menyesuaikan kelajuan motor elektrik . Motor jenis seri-luka umum dapat diatur melalui rangkaian seperti yang digunakan untuk peredupan cahaya.

Walau bagaimanapun, untuk menjamin perubahan yang boleh dipercayai, kapasitor dan rintangan siri perlu disambungkan secara selari di seluruh Triac (Gbr. 6).

Melalui susunan ini kelajuan motor dapat berubah sebagai tindak balas terhadap perubahan beban dan voltan bekalan,

Namun, untuk aplikasi yang tidak kritikal (misalnya kawalan kelajuan kipas), di mana beban tetap pada kelajuan tertentu, litar tidak akan memerlukan perubahan.

Kelajuan motor yang biasanya, ketika diprogramkan, tetap berterusan walaupun dengan perubahan dalam keadaan beban nampaknya menjadi ciri yang berguna untuk alat kuasa, pengaduk makmal, roda pembuat tembikar mesin pembuat jam, dll. , SCR biasanya dimasukkan dalam susunan gelombang setengah (Gbr. 7).

Litar ini beroperasi dengan baik dalam keadaan terhad julat kelajuan motor walaupun mungkin terdedah kepada 'cegukan' berkelajuan rendah dan peraturan kerja separuh gelombang menghalang operasi stabil jauh di atas julat kelajuan 50%. Litar kawalan fasa penginderaan beban di mana Triac memberikan kawalan sifar hingga maksimum ditunjukkan dalam Rajah 8.

Mengawal Kelajuan Motor Aruhan

Motor aruhan kelajuan juga dapat dikendalikan menggunakan Triacs, walaupun anda mungkin menghadapi beberapa kesulitan terutama jika motor pemula fasa split atau kapasitor terlibat. Biasanya, motor induksi dapat dikendalikan antara kelajuan penuh dan separuh, memandangkan ini tidak dimuat 100%.

Suhu motor dapat digunakan sebagai rujukan yang cukup bergantung. Suhu tidak boleh melebihi spesifikasi pengeluar, dengan kelajuan apa pun.

Sekali lagi, litar redup cahaya yang diperbaiki yang ditunjukkan pada Gambar 6 di atas dapat diterapkan, namun beban harus dihubungkan di lokasi alternatif seperti yang dinyatakan dalam garis putus-putus

Mengubah Voltan Transformer melalui Fasa Kawalan

Susunan rangkaian yang dijelaskan di atas juga dapat digunakan untuk mengatur voltan dalam belitan sisi primer transformer sehingga memperoleh output sekunder yang berubah-ubah.

Reka bentuk ini diterapkan dalam berbagai pengawal lampu mikroskop. Satu set sifar pemboleh ubah telah disediakan dengan menukar perintang 47K dengan potensiometer 100k.

Mengawal Beban Pemanasan

Pelbagai rangkaian kawalan fasa Triac yang dibahas hingga sekarang dapat diterapkan untuk mengendalikan aplikasi beban jenis pemanas, walaupun suhu beban yang dikendalikan mungkin berubah dengan variasi voltan AC input dan suhu sekitarnya. Litar yang mengimbangi parameter yang berbeza-beza ditunjukkan pada Gambar 10.

Secara hipotetis litar ini dapat mengekalkan suhu stabil hingga berada dalam lingkungan 1% dari titik yang telah ditentukan tanpa mengira perubahan voltan saluran AC +/- 10%. Prestasi keseluruhan yang tepat dapat ditentukan oleh struktur dan reka bentuk sistem di mana pengawal digunakan.

Litar ini memberikan kawalan relatif, yang bermaksud, daya total diberikan kepada beban pemanasan ketika beban mulai menghangat, kemudian pada beberapa titik pertengahan, daya diturunkan melalui ukuran yang sebanding dengan perbezaan antara suhu sebenar beban dan suhu beban yang dimaksudkan.

Julat berkadar berubah-ubah melalui kawalan 'keuntungan'. Litar ini lurus namun berkesan, namun ia merangkumi satu kelemahan yang membataskan penggunaannya pada beban yang lebih ringan. Isu ini berkaitan dengan pelepasan gangguan radio berat, disebabkan oleh pemotongan fasa triac.

Gangguan Frekuensi Radio dalam Sistem Kawalan Fasa

Semua alat kawalan fasa triac mengeluarkan sejumlah besar gangguan RF (gangguan frekuensi radio atau RFI). Ini pada dasarnya berlaku pada frekuensi rendah dan sederhana.

Pelepasan frekuensi radio diambil dengan kuat oleh semua radio gelombang sederhana yang berdekatan dan bahkan oleh peralatan audio dan penguat, menghasilkan bunyi deringan kuat yang menjengkelkan.

RFI ini juga dapat mempengaruhi peralatan makmal penyelidikan, khususnya meter pH, yang mengakibatkan fungsi komputer yang tidak dapat diramalkan dan alat elektronik sensitif lain yang serupa.

Penyelesaian yang dapat dilakukan untuk mengurangkan RFI adalah dengan menambahkan induktor RF secara bersiri dengan saluran kuasa (ditunjukkan sebagai L1 dalam rangkaian). Choke berdimensi yang tepat dapat dibangun dengan melilitkan 40 hingga 50 putaran dawai tembaga super enamel di atas batang ferit kecil atau inti ferit apa pun.

Ini mungkin memperkenalkan induktansi kira-kira. 100 uH menekan ayunan RFI pada tahap yang besar. Untuk penekanan yang meningkat mungkin penting untuk memaksimumkan jumlah giliran setinggi mungkin, atau induktansi hingga 5 H.

Kekurangan RF Choke

Kejatuhan litar kawalan fasa triac berasaskan gegelung RF ini adalah bahawa watt beban harus dipertimbangkan mengikut ketebalan dawai tercekik. Untuk beban yang dimaksudkan berada dalam jarak kilowatt maka wayar tercekik RF harus cukup tebal menyebabkan ukuran gegelung meningkat dengan ketara dan besar.

Bunyi RF berkadar dengan watt beban, oleh itu beban yang lebih tinggi boleh menyebabkan pelepasan RF yang lebih tinggi menuntut litar penekanan yang lebih baik.

Masalah ini mungkin tidak begitu parah beban induktif seperti motor elektrik, kerana dalam kes seperti itu, belitan beban itu sendiri mengurangkan RFI. Kawalan Fasa Triac juga terlibat dengan masalah tambahan - iaitu faktor daya muat.

Faktor daya beban mungkin berdampak negatif dan merupakan masalah yang dianggap serius oleh pengawal selia bekalan kuasa.




Sebelumnya: Litar Aplikasi LM10 Op Amp - Berfungsi dengan 1.1 V Seterusnya: Litar Penjana Bentuk Gelombang Sine-Cosine