ในบทความนี้เราจะพิจารณาพัดลมที่ควบคุมด้วย PWM หลัก 220V หรือวงจรควบคุมไฟซึ่งไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือไดรเวอร์ Triac ที่มีราคาแพงสำหรับการทำงานที่ต้องการ

การสับเฟสแบบ Capacitive

ตัวควบคุมพัดลมและหรี่ไฟประเภทสามัญทุกประเภทที่อาศัยเทคโนโลยีการสับเฟสแบบ capacitive มีข้อเสียเปรียบเหมือนกันคือสร้างเสียงรบกวน RF จำนวนมากและต้องใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่เพื่อควบคุมบางส่วน

นอกจากนี้การสับเปลี่ยนหรือการสับเฟสที่ทำโดยใช้เทคโนโลยีไดแอกคาปาซิเตอร์ธรรมดายังขาดความแม่นยำและความคมชัด

วงจรควบคุมพัดลมที่ควบคุมด้วย PWM แบบไม่ใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่นำเสนอซึ่งออกแบบโดยฉันนั้นปราศจากปัญหาที่เป็นไปได้ทั้งหมดตามปกติมาพร้อมกับพัดลมแบบเดิมหรือตัวหรี่แสงเนื่องจากใช้วงจรที่ใช้ CMOS IC ขั้นสูงและขั้นตอนการตรวจจับการข้ามศูนย์ที่แม่นยำ

ไม่มีการใช้ MCU

สิ่งที่ดีที่สุดเกี่ยวกับวงจรนี้คือไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และการเขียนโปรแกรมอีกทั้งยังมีการกำจัดไดรเวอร์ Triac ออกไปทำให้วงจรสร้างได้ง่ายมากแม้กระทั่งสำหรับมือสมัครเล่นใหม่

“ความยาวคลื่น = c/f ”

มาเรียนรู้การกำหนดค่าโดยละเอียดซึ่งค่อนข้างตรงไปตรงมาเกินไป:

อ้างอิงถึงวงจร IC1 ซึ่งเป็นชิปจับเวลา 4060 ได้รับการกำหนดค่าให้สร้างพัลส์บวกล่าช้าสำหรับไตรแอคทุกครั้งที่เฟสข้ามเส้นศูนย์ของมุมเฟส

วงจรทั้งหมดใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟแบบ capacitive ธรรมดาโดยใช้ C1, D5, Z1 และ C3

IC1 ได้รับการกำหนดค่าในรูปแบบมาตรฐานสำหรับการสร้างสวิตช์เปิดล่าช้าหรือสูงทุกครั้งที่ pin12 ดำเนินการรีเซ็ต

Zero Crossing Switching สำหรับ Triac

การดำเนินการลดแสงหรือการควบคุมเฟสทำได้โดยการทำให้ triac ดำเนินการหลังจากการหน่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าทุกครั้งที่ตรวจพบการข้ามศูนย์

หากการหน่วงเวลานี้สั้นแสดงว่าไตรแอกมีโอกาสทำงานเป็นระยะเวลานานขึ้นสำหรับมุมเฟสทำให้พัดลมที่เชื่อมต่อหมุนเร็วขึ้นหรือแสงส่องสว่างขึ้น

เมื่อความล่าช้านี้เพิ่มขึ้นไตรแอคจะถูกบังคับให้ดำเนินการสำหรับระยะเวลาที่สั้นลงตามสัดส่วนในมุมเฟสทำให้ลดจำนวนลงตามความเร็วหรือความสว่างของพัดลมที่เชื่อมต่อหรือแสงตามลำดับ

การดำเนินการข้ามศูนย์นั้นบังคับใช้โดยใช้ตัวต่อออปโปธรรมดาตามที่เห็นได้ในแผนภาพที่กำหนด

บริดจ์ D1 --- D4 เปลี่ยนมุมเฟสสลับเป็นพัลส์บวก 100 เฮิรตซ์ที่เทียบเท่ากัน

LEd และทรานซิสเตอร์ภายในออปโปคัปเตอร์ตอบสนองต่อพัลส์ 100Hz ที่เป็นบวกเหล่านี้และจะยังคงเปิดอยู่ตราบเท่าที่พัลส์อยู่เหนือเครื่องหมายศูนย์ 0.8V และปิดทันทีเมื่อพัลส์ไปถึงจุดข้ามศูนย์

ในขณะที่ทรานซิสเตอร์ออปโปอยู่ในช่วงดำเนินการ IC pin12 จะถูกยึดไว้ที่ระดับพื้นดินเพื่อให้เกิดการหน่วงเวลาหรือพัลส์สตาร์ทเชิงลบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับประตูไตรแอค

อย่างไรก็ตามที่ระดับการข้ามศูนย์ออปโปจะปิดสวิตช์การรีเซ็ตพิน 12 ของ IC เพื่อให้ IC pin3 รีสตาร์ทใหม่หรือหน่วงเวลาใหม่เพื่อให้ไตรแอคตอบสนองสำหรับมุมเฟสนั้นโดยเฉพาะ

การควบคุมเฟส PWM

ความยาวหรือความกว้างของพัลส์ของพัลส์หน่วงเวลานี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับ VR1 ให้เหมาะสมซึ่งจะกลายเป็นปุ่มควบคุมความเร็วสำหรับวงจรควบคุมพัดลม PWM ที่กล่าวถึง

ต้องเลือก VR1 และ C2 เพื่อให้การหน่วงเวลาสูงสุดที่เกิดจากสิ่งเหล่านี้ไม่ควรเกินเวลา 1/100 = 0.01 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าการปรับเทียบแบบเชิงเส้นจะเพิ่มขึ้น 0 ถึงเต็มบนปุ่มควบคุมที่กำหนด

ข้างต้นสามารถนำไปใช้โดยข้อผิดพลาดในการทดลองหรือโดยใช้สูตรมาตรฐานสำหรับ IC 4060

สำหรับข้างต้นคุณสามารถทดลองเอาท์พุทอื่น ๆ ของ IC ได้

แผนภูมิวงจรรวม

ส่วนรายการ

R1, R5 = 1 ล
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = ดูข้อความ
OPTO = 4N35 หรือมาตรฐานใด ๆ
C1 = 0.22uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12 โวลต์
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

การจำลองรูปคลื่น

ภาพรูปคลื่นการหน่วงเวลาด้านล่างแสดงให้เห็นว่าเฟสของพัดลมอาจล่าช้าได้อย่างไรในทุก ๆ ศูนย์สำหรับการตั้งค่าต่างๆของ VR1 และ C2

Smart PWM Fan Regulator โดยใช้ IC 555

วงจรควบคุมไฟ / พัดลมเกือบทั้งหมดใช้วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอน (triac หรือ SCR)

อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกเปลี่ยนด้วยมุมเฟสที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งต่อมาจะอยู่ในโหมดการนำไฟฟ้าจนกว่าจะมีการข้ามศูนย์ของวงจร AC หลักต่อไปนี้

กระบวนการนี้ดูง่าย แต่ในขณะเดียวกันก็มีปัญหาในขณะที่ควบคุมโหลดที่น้อยลงหรือที่เป็น อุปนัยในธรรมชาติ ทำให้เกิด hysteresis และริบหรี่

สาเหตุของปัญหาเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่น้อยลงทำให้กระแสไฟฟ้าที่ส่งไปยังอุปกรณ์ไม่เพียงพอที่จะรักษาการนำไฟฟ้าได้

ดังนั้นภูมิภาคของลักษณะการควบคุมจึงไม่ถูกนำไปใช้อย่างทั่วถึง ผลลัพธ์จะแย่ลงไปอีกสำหรับโหลดที่เป็นอุปนัย

วงจรทำงานอย่างไร

วงจรควบคุม AC 220V PWM ที่นำเสนอโดยใช้ IC 555 ช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหาได้อย่างง่ายดายโดยการจัดหา triac ที่มีกระแสเกตคงที่เพื่อให้แน่ใจว่าโหลดที่ระบุที่ 1 วัตต์จะถูกควบคุมได้อย่างราบรื่น

เพื่อให้วงจรมีขนาดกะทัดรัดและตรงไปตรงมาเท่าที่จะเป็นไปได้เราใช้ตัวจับเวลา IC 555 ยอดนิยม

เอาท์พุทของ IC 555 ซึ่งโดยทั่วไปสามารถเรียกได้สูงจะเปิดใช้งานต่ำผ่านอินพุตที่มีศักยภาพเชิงลบ

แหล่งจ่ายเชิงลบนี้จัดทำขึ้นจากขั้นตอนที่ประกอบด้วย C1-R3, วงจรเรียงกระแส D1 -D2 พร้อมกับส่วนโคลง D3-C2 BJTs T1 ถึง T3 ส่งสัญญาณพัลส์เริ่มต้นที่ขาอินพุตทริกเกอร์ # 2 ของ 555 สำหรับแต่ละจุดตัดของอินพุต AC หลักที่เป็นศูนย์

ในช่วง PWM ตามที่กำหนดโดยการปรับ P1 และ P2 เอาต์พุตของ IC 555 มักจะสูงดังนั้นเราจึงมีความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างพิน 3 และพิน 8 เป็นศูนย์นั่นคือไตรแอกยังคงปิดอยู่

“สารกึ่งตัวนำชนิด p และชนิด n ”

ทันทีที่พ้นช่วงเวลาที่ตั้งไว้พิน 3 จะต่ำลงและไตรแอกจะทำงาน

ในช่วงครึ่งรอบ AC ที่เหลือกระแสเกตจะยังคงทำงานอยู่ซึ่งจะทำให้ไตรแอกทำงานต่อไปได้

จุดต่ำสุดที่สมมติว่าหลอดไฟไม่จำเป็นต้องส่องสว่างเพียงอย่างเดียวถูกกำหนดโดยการปรับหม้อ P1 อย่างระมัดระวัง ฟิลเตอร์ R7 C5 L1 ให้การแยกส่วนที่จำเป็นสำหรับไตรแอค

ประการสุดท้ายโปรดจำไว้ว่ากำลังสูงสุดสัมบูรณ์ที่สามารถควบคุมโดยสวิตช์ควบคุมอัจฉริยะที่ใช้ IC 555 นี้ไม่ควรเกิน 600 วัตต์

ถัดไป: วงจรเครื่องส่งรับวิทยุแบบธรรมดา ถัดไป: วงจรสตาร์ทมอเตอร์แบบนุ่มนวลของตู้เย็น