การควบคุมเฟสไตรแอคโดยใช้วงจร PWM จะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อมีการใช้งานโดยใช้รูปแบบสัดส่วนเวลามิฉะนั้นการตอบสนองอาจเป็นไปตามยถากรรมและไม่มีประสิทธิภาพ

ในบทความก่อนหน้านี้ของฉันตามที่ระบุด้านล่าง:

วงจรควบคุมพัดลมควบคุมระยะไกลอย่างง่าย

ปุ่มควบคุมพัดลมพร้อมวงจรแสดงผล

วงจรหรี่ไฟ LED

ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับการใช้ PWM สำหรับการเริ่มต้นวงจรควบคุมเฟสไตรแอกอย่างไรก็ตามเนื่องจากการออกแบบไม่ได้รวมเทคโนโลยีตามสัดส่วนเวลาการตอบสนองจากวงจรเหล่านี้อาจไม่แน่นอนและไม่มีประสิทธิภาพ

ในบทความนี้เราเรียนรู้วิธีการแก้ไขแบบเดียวกันโดยใช้ทฤษฎีสัดส่วนเวลาเพื่อให้การดำเนินการทำได้ผ่านวิธีการคำนวณที่ดีและมีประสิทธิภาพมาก

Time-Proportional Phase Control โดยใช้ Triacs หรือ Thyristors คืออะไร?

เป็นระบบที่ทริกเกอร์ไตรแอคด้วยความยาวที่คำนวณได้ของพัลส์ PWM ทำให้ไตรแอคทำงานเป็นระยะ ๆ สำหรับความยาวเฉพาะของความถี่ 50/60 เฮิรตซ์ตามที่กำหนดโดยตำแหน่งพัลส์ PWM และช่วงเวลา

ระยะเวลาการนำไฟฟ้าโดยเฉลี่ยของไตรแอคจะกำหนดเอาต์พุตเฉลี่ยที่จะขับเคลื่อนหรือควบคุมโหลดและดำเนินการควบคุมโหลดที่ต้องการ

ตัวอย่างเช่นตามที่เราทราบว่าเฟสไฟประกอบด้วย 50 รอบต่อวินาทีดังนั้นหากไตรแอคถูกกระตุ้นให้ทำงานเป็นระยะ ๆ เป็นเวลา 25 ครั้งโดยมีอัตราการเปิด 1 รอบและปิด 1 รอบการโหลดอาจจะ ควบคุมด้วยกำลัง 50% ในทำนองเดียวกันสัดส่วนเวลา ON OFF อื่น ๆ สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างจำนวนอินพุตพลังงานที่สูงขึ้นหรือต่ำลงให้กับโหลด

การควบคุมเฟสตามสัดส่วนเวลาถูกนำไปใช้โดยใช้สองโหมดคือโหมดซิงโครนัสและโหมดอะซิงโครนัสโดยที่โหมดซิงโครนัสหมายถึงการเปิดสวิตช์ของไตรแอคที่จุดตัดเป็นศูนย์เท่านั้นในขณะที่ในโหมดอะซิงโครนัสไตรแอคไม่ได้ถูกเปลี่ยนโดยเฉพาะที่จุดตัดเป็นศูนย์ แต่จะเกิดขึ้นทันที ในสถานที่สุ่มใด ๆ ในรอบเฟสตามลำดับ

ในโหมดอะซิงโครนัสกระบวนการอาจทำให้ RF มีระดับที่มีนัยสำคัญในขณะที่อาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญหรือขาดหายไปในโหมดซิงโครนัสเนื่องจากการสลับข้ามเป็นศูนย์ของไตรแอค

กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้า Triac ไม่ได้เปิดโดยเฉพาะที่จุดตัดเป็นศูนย์แทนที่จะเป็นค่าสูงสุดแบบสุ่มใด ๆ สิ่งนี้อาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน RF ในบรรยากาศดังนั้นจึงควรใช้ a การเปลี่ยนข้ามเป็นศูนย์เพื่อให้สามารถกำจัดสัญญาณรบกวน RF ได้ ในระหว่างการดำเนินการ triac

มันทำงานอย่างไร

ภาพประกอบต่อไปนี้แสดงวิธีดำเนินการควบคุมเฟสตามสัดส่วนของเวลาโดยใช้ PWM ที่ตั้งเวลาไว้:

Triac Phase Control โดยใช้ PWM Time Proportional

1) รูปคลื่นแรกในรูปด้านบนแสดงสัญญาณเฟส AC 50Hz ปกติซึ่งประกอบด้วยไซน์ที่เพิ่มขึ้นและลดลง 330V สูงสุดในเชิงบวกและพัลส์เชิงลบที่เกี่ยวกับเส้นศูนย์กลาง เส้นศูนย์กลางนี้เรียกว่าเส้นตัดศูนย์สำหรับสัญญาณเฟส AC

ไตรแอคสามารถส่งสัญญาณที่แสดงได้อย่างต่อเนื่องหากทริกเกอร์ประตู DC ต่อเนื่องโดยไม่หยุด

2) รูปที่สองแสดงให้เห็นว่าไตรแอกสามารถบังคับให้ดำเนินการได้เฉพาะในช่วงครึ่งรอบบวกเท่านั้นเพื่อตอบสนองต่อทริกเกอร์เกต (PWM แสดงเป็นสีแดง) ที่จุดตัดศูนย์บวกอื่น ๆ ของรอบเฟสส่งผลให้เกิดการควบคุมเฟส 50% .

3) รูปที่สามแสดงการตอบสนองที่เหมือนกันโดยที่พัลส์จะถูกกำหนดเวลาให้ผลิตสลับกันในทุกๆการข้ามศูนย์ลบของเฟส AC ซึ่งส่งผลให้มีการควบคุมเฟส 50% สำหรับไตรแอกและโหลด

อย่างไรก็ตามการผลิต PWM ที่กำหนดเวลาดังกล่าวที่โหนดข้ามศูนย์ที่คำนวณได้ต่างกันอาจเป็นเรื่องยากและซับซ้อนดังนั้นแนวทางที่ง่ายสำหรับการได้มาซึ่งการควบคุมเฟสตามสัดส่วนที่ต้องการคือการใช้รถไฟพัลส์ตามเวลาดังแสดงในรูปที่ 4 ด้านบน

4) ในรูปนี้สามารถเห็นการระเบิดของ PWM 4 ตัวหลังจากทุกรอบเฟสสำรองซึ่งส่งผลให้การทำงานของ triac ลดลงประมาณ 30% และจะเท่ากันสำหรับโหลดที่เชื่อมต่อ

อาจเป็นเรื่องน่าสนใจที่จะสังเกตว่าที่นี่ 3nos ตรงกลางของพัลส์เป็นพัลส์ที่ไร้ประโยชน์หรือไม่มีประสิทธิภาพเพราะหลังจากพัลส์แรก triac จะถูกล็อคดังนั้นพัลส์ 3 ตรงกลางจึงไม่มีผลต่อไตรแอกและไตรแอกจะดำเนินการต่อไปจนถึงศูนย์ถัดไป การข้ามจุดที่ถูกกระตุ้นโดยพัลส์ที่ 5 (สุดท้าย) ที่ตามมาทำให้ triac สามารถล็อค ON สำหรับรอบลบถัดไป หลังจากนี้ทันทีที่ถึงจุดตัดศูนย์ต่อไปนี้การไม่มี PWM ใด ๆ อีกต่อไปจะยับยั้งไตรแอคไม่ให้ดำเนินการและจะถูกตัดออกจนกระทั่งพัลส์ถัดไปที่การข้ามศูนย์ถัดไปซึ่งจะทำซ้ำกระบวนการสำหรับไตรแอคและการควบคุมเฟส .