Управление фазой симистора с использованием пропорционального времени ШИМ

Управление фазой симистора с использованием схемы ШИМ может быть полезно только в том случае, если оно реализовано с использованием формата, пропорционального времени, в противном случае ответ может быть случайным и неэффективным.

В некоторых из моих предыдущих статей, как указано ниже:

Простая схема регулятора вентилятора с дистанционным управлением

Кнопочный регулятор вентилятора со схемой дисплея

Схема диммера для светодиодных ламп

Я обсуждал использование ШИМ для запуска схемы управления фазой симистора, однако, поскольку в конструкции не было технологии, пропорциональной времени, отклик этих схем мог быть неустойчивым и неэффективным.

В этой статье мы узнаем, как исправить то же самое, используя теорию пропорциональности времени, чтобы выполнение выполнялось хорошо просчитанным способом и очень эффективно.

Что такое пропорциональное по времени регулирование фазы с использованием симисторов или тиристоров?

Это система, в которой симистор запускается с рассчитанной длительностью импульсов ШИМ, позволяя симистору работать с перебоями в течение определенных отрезков частоты сети 50/60 Гц, что определяется положениями импульсов ШИМ и периодами времени.

Средний период проводимости симистора впоследствии определяет средний выходной сигнал, для которого нагрузка может быть запитана или управляема, и который выполняет требуемое управление нагрузкой.

Например, поскольку мы знаем, что фаза сети состоит из 50 циклов в секунду, поэтому, если симистор запускается с перебоями в течение 25 раз с периодом 1 цикл включения и 1 цикл выключения, то можно ожидать, что нагрузка управляться с мощностью 50%. Аналогичным образом могут быть реализованы другие пропорциональные времени ВКЛ / ВЫКЛ для генерирования соответствующих количеств большей или меньшей потребляемой мощности нагрузки.

Пропорциональное по времени фазовое управление реализовано с использованием двух режимов, синхронного режима и асинхронного режима, при этом синхронный режим относится к включению симистора только при переходах через ноль, в то время как в асинхронном режиме симистор специально не переключается при переходах через ноль, а скорее мгновенно. в любых случайных местах на соответствующих фазовых циклах.

В асинхронном режиме процесс может вызывать значительный уровень радиочастот, в то время как в синхронном режиме он может быть значительно снижен или отсутствовать из-за переключения при переходе через нуль симистора.

Другими словами, если симистор специально не включается при пересечении нуля, а при любом случайном пиковом значении, это может вызвать радиочастотный шум в атмосфере, поэтому всегда рекомендуется использовать переключение перехода через нуль, чтобы можно было устранить радиочастотный шум во время работы симистора.

Как это устроено

На следующем рисунке показано, как пропорциональное по времени регулирование фазы может быть выполнено с использованием синхронизированных ШИМ:

1) Первый сигнал на приведенном выше рисунке показывает нормальный сигнал фазы переменного тока 50 Гц, состоящий из синусоидальных нарастающих и падающих импульсов 330 В, пикового положительного и отрицательного импульсов относительно центральной нулевой линии. Эта центральная нулевая линия называется линией пересечения нуля для сигналов фазы переменного тока.

Можно ожидать, что симистор будет проводить показанный сигнал непрерывно, если его триггер по постоянному току на затворе работает непрерывно и без перерывов.

2) На втором рисунке показано, как симистор может быть вынужден работать только во время положительных полупериодов в ответ на триггеры его затвора (ШИМ показан красным) при каждом чередующемся положительном переходе через ноль фазовых циклов. Это приводит к 50% -ному контролю фазы. .

3) На третьем рисунке показан идентичный отклик, в котором импульсы синхронизируются для попеременного генерирования при каждом переходе через отрицательный ноль фазы переменного тока, что также приводит к 50% -ному контролю фазы для симистора и нагрузки.

Однако создание таких синхронизированных ШИМ в различных вычисленных узлах пересечения нуля может быть трудным и сложным, поэтому простой подход для получения любой желаемой доли управления фазой состоит в использовании синхронизированных последовательностей импульсов, как показано на 4-м рисунке выше.

4) На этом рисунке после каждого цикла чередования фаз можно увидеть всплески 4 ШИМ, что приводит к снижению работы симистора примерно на 30% и то же самое для подключенной нагрузки.

Может быть интересно заметить, что здесь средние 3 импульса являются бесполезными или неэффективными импульсами, потому что после первого импульса симистор фиксируется, и, следовательно, средние 3 импульса не влияют на симистор, и симистор продолжает проводить до следующего нуля. переход, где он запускается последующим 5-м (последним) импульсом, позволяющим триаку зафиксироваться во включенном состоянии для следующего отрицательного цикла. После этого, как только будет достигнуто следующее пересечение нуля, отсутствие какого-либо дальнейшего ШИМ запрещает симистору проводить и он отключается до следующего импульса при следующем переходе через нуль, который просто повторяет процесс для симистора и его операции управления фазой. .

Таким образом, для затвора симистора могут быть сгенерированы другие пропорциональные по времени последовательности импульсов ШИМ, так что в соответствии с предпочтениями могут быть реализованы различные меры управления фазой.

В одной из наших следующих статей мы узнаем о практической схеме для достижения вышеупомянутого управления фазой симистора с помощью схемы пропорционального времени ШИМ.