Σε ένα κύκλωμα ελέγχου φάσης τριάδας, η τριάδα ενεργοποιείται μόνο για συγκεκριμένα τμήματα των ημίκυκλων εναλλασσόμενου ρεύματος, προκαλώντας τη λειτουργία του φορτίου μόνο για εκείνη την περίοδο της κυματομορφής AC. Αυτό οδηγεί σε ελεγχόμενη παροχή ισχύος στο φορτίο.

Τα Triacs χρησιμοποιούνται ευρέως ως αντικατάσταση ρελέ στερεάς κατάστασης για εναλλαγή φορτίων AC υψηλής ισχύος. Ωστόσο, υπάρχει ένα άλλο πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό των triacs που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται ως ελεγκτές ισχύος, για τον έλεγχο ενός δεδομένου φορτίου σε επιθυμητά συγκεκριμένα επίπεδα ισχύος.

Αυτό βασικά εφαρμόζεται μέσω δύο μεθόδων: Έλεγχος φάσης και εναλλαγή μηδενικής τάσης.

Η εφαρμογή ελέγχου φάσης είναι συνήθως κατάλληλη για φορτία όπως φωτιστικά φωτός, ηλεκτρικούς κινητήρες, τεχνικές τάσης και ρεύματος.

Η εναλλαγή μηδενικής τάσης είναι πιο κατάλληλη για αναπαυτικά φορτία, όπως λαμπτήρες πυρακτώσεως, θερμαντήρες, κολλητήρια, θερμοσίφωνα κ.λπ. Αν και αυτά μπορούν επίσης να ελεγχθούν μέσω μεθόδου ελέγχου φάσης.

Πώς λειτουργεί ο έλεγχος φάσης Triac

Ένα Triac θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί σε οποιοδήποτε τμήμα ενός εφαρμοσμένου ημι-κύκλου εναλλασσόμενου ρεύματος και θα συνεχίσει να βρίσκεται στον τρόπο διεξαγωγής μόλις ο μισός κύκλος AC φτάσει στη γραμμή μηδενικής διέλευσης.

Αυτό σημαίνει ότι, όταν ένα triac ενεργοποιείται στην αρχή κάθε μισού κύκλου AC, το Triac ουσιαστικά θα ανάβει ακριβώς όπως ένας διακόπτης ON / OFF, ενεργοποιείται.

Ωστόσο, ας υποθέσουμε ότι εάν αυτό το σήμα ενεργοποίησης χρησιμοποιείται κάπου στα μέσα της κυματομορφής του κύκλου εναλλασσόμενου ρεύματος, το Triac θα επιτρέπεται να διεξάγεται απλά για την περίοδο που απομένει αυτού του μισού κύκλου.

Και επειδή το Το Triac ενεργοποιείται μόνο για το ήμισυ της περιόδου, μειώνει αναλογικά την ισχύ που παρέχεται στο φορτίο, κατά περίπου 50% (Εικ. 1).

Έτσι, η ποσότητα ισχύος στο φορτίο θα μπορούσε να ελέγχεται σε οποιοδήποτε επιθυμητό επίπεδο, απλώς μεταβάλλοντας το σημείο ενεργοποίησης triac στην κυματομορφή φάσης AC. Έτσι λειτουργεί ο έλεγχος φάσης χρησιμοποιώντας ένα triac.

Εφαρμογή Light Dimmer

ΠΡΟΣ ΤΗΝ τυπικό κύκλωμα φωτισμού παρουσιάζεται στο σχήμα 2 παρακάτω. Κατά τη διάρκεια κάθε μισού κύκλου AC ο πυκνωτής 0,1 μf φορτίζεται (μέσω της αντίστασης του ποτενσιόμετρου ελέγχου) έως ότου επιτευχθεί ένα επίπεδο τάσης 30-32 κατά μήκος των pinouts του.

Γύρω σε αυτό το επίπεδο η δίοδος σκανδάλης (diac) αναγκάζεται να πυροδοτήσει προκαλώντας την τάση να περάσει τη σκανδάλη η πύλη του triac.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ λάμπα νέον μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στη θέση του διάκονος για την ίδια απάντηση. Ο χρόνος που χρησιμοποιείται από τον πυκνωτή 0,1 μf για τη φόρτιση μέχρι το όριο πυροδότησης του diac εξαρτάται από τη ρύθμιση αντίστασης του ποτενσιόμετρου ελέγχου.

Ας υποθέσουμε αν το ποτενσιόμετρο ρυθμίζεται σε μηδενική αντίσταση, θα προκαλέσει την άμεση φόρτιση του πυκνωτή στο επίπεδο πυροδότησης του diac, το οποίο με τη σειρά του θα προκαλέσει την αγωγή για σχεδόν ολόκληρο τον μισό κύκλο AC.

Από την άλλη πλευρά, όταν το ποτενσιόμετρο ρυθμίζεται σε αυτό, η μέγιστη τιμή αντίστασης μπορεί να προκαλέσει το πυκνωτής για φόρτιση στο επίπεδο πυροδότησης μόνο έως ότου ο μισός κύκλος φτάσει σχεδόν στο σημείο τερματισμού του. Αυτό θα επιτρέψει το

Το Triac λειτουργεί μόνο για πολύ μικρό χρονικό διάστημα, ενώ η κυματομορφή AC μετακινείται στο τέλος του μισού κύκλου.

“εφαρμογές γραμμικού μεταβλητού διαφορικού μετασχηματιστή ”

Παρόλο που το κύκλωμα dimmer που παρουσιάζεται παραπάνω είναι πραγματικά εύκολο και το χαμηλό κόστος κατασκευής περιλαμβάνει έναν σημαντικό περιορισμό - δεν επιτρέπει έναν ομαλό έλεγχο ισχύος στο φορτίο από το μηδέν έως το μέγιστο.

Καθώς περιστρέφουμε το ποτενσιόμετρο, ενδέχεται να διαπιστώσουμε ότι το ρεύμα φορτίου αυξάνεται απότομα από μηδέν σε μερικά υψηλότερα επίπεδα από όπου αυτό θα μπορούσε τότε να λειτουργεί ομαλά μόνο στα υψηλότερα ή στα χαμηλότερα επίπεδα.

Σε περίπτωση που η τροφοδοσία AC διακοπεί για λίγο και ο φωτισμός του λαμπτήρα πέσει κάτω από αυτό το επίπεδο «άλματος» (υστέρηση), η λάμπα παραμένει σβηστή ακόμα και μετά την επιτυχή αποκατάσταση της ισχύος.

Πώς να μειώσετε την υστέρηση

Αυτό επίδραση υστέρησης θα μπορούσε να μειωθεί σημαντικά εφαρμόζοντας το σχέδιο όπως φαίνεται στο κύκλωμα στο Σχ. 3 παρακάτω.

Διόρθωση: Αντικαταστήστε 100 uF με 100 uH για το πηνίο RFI

Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί εξαιρετικά ως μικρότερο φως οικιακής χρήσης . Όλα τα εξαρτήματα θα μπορούσαν να τοποθετηθούν στο πίσω μέρος ενός πίνακα διακόπτη τοίχου και σε περίπτωση που το φορτίο είναι κάτω από 200 watt, το Triac θα μπορούσε να λειτουργήσει χωρίς να εξαρτάται από τη ψύκτρα.

Πρακτικά, 100% απουσία υστέρησης είναι απαραίτητη για τα φωτομετρητά που χρησιμοποιούνται σε ορχηστρικές παραστάσεις και θέατρα, για να επιτρέπεται ο συνεπής έλεγχος του φωτισμού των λαμπτήρων. Αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να επιτευχθεί συνεργαζόμενο με το κύκλωμα που αποκαλύπτεται στο σχήμα 4 παρακάτω.

Διόρθωση: Αντικαταστήστε 100 uF με 100 uH για το πηνίο RFI

Επιλογή της ισχύος Triac

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως τραβούν απίστευτα μεγάλο ρεύμα κατά την περίοδο που το νήμα φτάνει τις θερμοκρασίες λειτουργίας του. Αυτό ενεργοποιήστε το κύμα Το ρεύμα μπορεί να ξεπεράσει το ονομαστικό ρεύμα του triac κατά περίπου 10 έως 12 φορές.

Ευτυχώς, οι οικιακοί λαμπτήρες μπορούν να φτάσουν τη θερμοκρασία λειτουργίας τους σε λίγους κύκλους AC και αυτή η σύντομη περίοδος υψηλού ρεύματος απορροφάται εύκολα από το Triac χωρίς προβλήματα.

Ωστόσο, η κατάσταση μπορεί να μην είναι η ίδια για τα σενάρια θεατρικού φωτισμού, στα οποία οι μεγαλύτεροι λαμπτήρες ισχύος απαιτούν πολύ περισσότερο χρόνο για να επιτευχθεί η θερμοκρασία λειτουργίας τους. Για τέτοιου είδους εφαρμογές το Triac πρέπει να βαθμολογείται τουλάχιστον 5 φορές το τυπικό μέγιστο φορτίο.

Διακυμάνσεις τάσης σε κυκλώματα ελέγχου φάσης Triac

Κάθε ένα από τα κυκλώματα ελέγχου τριών φάσεων που εμφανίζονται μέχρι τώρα εξαρτάται από την τάση - δηλαδή, η τάση εξόδου τους ποικίλλει ανάλογα με τις αλλαγές στην τάση τροφοδοσίας εισόδου. Αυτή η εξάρτηση από την τάση θα μπορούσε να εξαλειφθεί χρησιμοποιώντας μια δίοδο zener η οποία μπορεί να σταθεροποιήσει και να διατηρήσει την τάση κατά μήκος του πυκνωτή χρονισμού σταθερή (Εικ. 4).

Αυτή η ρύθμιση βοηθά στη διατήρηση ουσιαστικά μιας σταθερής εξόδου ανεξάρτητα από σημαντικές διακυμάνσεις στην τάση εισόδου εναλλασσόμενου ρεύματος. Βρίσκεται τακτικά σε φωτογραφικές και άλλες εφαρμογές όπου ένα εξαιρετικά σταθερό και σταθερό επίπεδο φωτός καθίσταται απαραίτητο.

Έλεγχος λαμπτήρα φθορισμού

Αναφερόμενος σε όλα τα κυκλώματα ελέγχου φάσης που έχουν εξηγηθεί μέχρι στιγμής, οι λαμπτήρες πυρακτώσεως θα μπορούσαν να χειριστούν χωρίς πρόσθετες αλλαγές στο υπάρχον σύστημα οικιακού φωτισμού.

Λάμπες φθορισμού εξασθένισης μπορεί επίσης να είναι δυνατές μέσω αυτού του είδους ελέγχου τριών φάσεων. Όταν η εξωτερική θερμοκρασία του λαμπτήρα αλογόνου πέσει κάτω από τους 2500 βαθμούς C, ο κύκλος αναγέννησης αλογόνου καθίσταται μη λειτουργικός.

Αυτό μπορεί να προκαλέσει την απόθεση του νήματος Tungsten πάνω από τον τοίχο. Της λάμπας, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του νήματος και επίσης περιορίζοντας τη μετάδοση φωτισμού μέσω του γυαλιού. Μια προσαρμογή που χρησιμοποιείται συχνά μαζί με ορισμένα από τα κυκλώματα που εξετάστηκαν παραπάνω παρουσιάζεται στο Σχ. 5

Αυτή η ρύθμιση ανάβει τους λαμπτήρες καθώς το σκοτάδι μπαίνει και σβήνει ξανά την αυγή. Είναι απαραίτητο για το κελί φωτογραφιών να βλέπει το φως περιβάλλοντος αλλά να προστατεύεται από τη λυχνία που ελέγχεται.

“τι είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής ”

Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα

Το Triac phase -control σας επιτρέπει επίσης να ρυθμίσετε το ταχύτητα ηλεκτρικών κινητήρων . Το γενικό είδος του κινητήρα της σειράς-τραύματος θα μπορούσε να ρυθμίζεται μέσω κυκλωμάτων όπως αυτά που εφαρμόζονται για τη μείωση του φωτός.

Ωστόσο, για να εξασφαλιστεί αξιόπιστη μετακίνηση, ένας πυκνωτής και η αντίσταση της σειράς πρέπει να συνδέονται παράλληλα κατά μήκος του Triac (Εικ. 6).

Μέσω αυτής της ρύθμισης, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τις αλλαγές στο φορτίο και την τάση τροφοδοσίας,

Ωστόσο, για εφαρμογές που δεν είναι κρίσιμες (για παράδειγμα έλεγχος ταχύτητας ανεμιστήρα), στις οποίες το φορτίο είναι σταθερό σε οποιαδήποτε δεδομένη ταχύτητα, το κύκλωμα δεν θα απαιτήσει αλλαγές.

Η ταχύτητα του κινητήρα, η οποία συνήθως, όταν είναι προγραμματισμένη, διατηρείται σταθερή, ακόμη και με αλλαγές στις συνθήκες φόρτωσης φαίνεται να είναι χρήσιμο χαρακτηριστικό για ηλεκτρικά εργαλεία, αναδευτήρες εργαστηρίου, τροχούς κεραμικών ρολογιών κ.λπ. , ένα SCR συνήθως περιλαμβάνεται σε διάταξη μισού κύματος (Εικ. 7).

Το κύκλωμα λειτουργεί αρκετά καλά μέσα σε ένα περιορισμένο εύρος ταχύτητας κινητήρα αν και μπορεί να είναι ευάλωτο σε χαμηλούς ρυθμούς «λόξυγκας» και ο κανόνας μισού κύματος εμποδίζει τη σταθεροποιημένη λειτουργία πολύ πάνω από το εύρος ταχύτητας 50%. Ένα κύκλωμα ελέγχου φάσης ανίχνευσης φορτίου όπου ένα Triac παρέχει πλήρη μηδέν έως μέγιστο έλεγχο εμφανίζεται στο Σχ. 8.

Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα επαγωγής

Επαγωγικοί κινητήρες Η ταχύτητα θα μπορούσε επίσης να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας Triacs, αν και μπορεί να συναντήσετε μερικές δυσκολίες, ιδίως εάν εμπλέκονται μοτέρ εκκίνησης χωριστής φάσης ή πυκνωτή. Κανονικά, οι επαγωγικοί κινητήρες θα μπορούσαν να ελέγχονται μεταξύ πλήρους και μισής ταχύτητας, δεδομένου ότι δεν φορτώνονται 100%.

Η θερμοκρασία του κινητήρα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως αρκετά αξιόπιστη αναφορά. Η θερμοκρασία δεν πρέπει ποτέ να υπερβαίνει τις προδιαγραφές του κατασκευαστή, με οποιαδήποτε ταχύτητα.

Και πάλι, θα μπορούσε να εφαρμοστεί το βελτιωμένο κύκλωμα φωτομετρητή που φαίνεται στο σχήμα 6 παραπάνω, ωστόσο το φορτίο πρέπει να συνδεθεί στην εναλλακτική θέση όπως αποκαλύπτεται στις διακεκομμένες γραμμές

Μεταβαλλόμενη τάση μετασχηματιστή μέσω ελέγχου φάσης

Η διάταξη κυκλώματος που εξηγήθηκε παραπάνω θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της τάσης εντός της πρωτεύουσας πλευρικής περιέλιξης ενός μετασχηματιστή αποκτώντας έτσι μια δευτερεύουσα έξοδο μεταβλητού ρυθμού.

Αυτός ο σχεδιασμός εφαρμόστηκε σε διάφορους ελεγκτές λαμπτήρων μικροσκοπίου. Παρέχεται μεταβλητή μηδενική σειρά αλλάζοντας την αντίσταση 47Κ με ποτενσιόμετρο 100k.

Έλεγχος φορτίων θέρμανσης

Τα διάφορα κυκλώματα ελέγχου φάσης Triac που συζητήθηκαν έως τώρα μπορούν να εφαρμοστούν για τον έλεγχο εφαρμογών φορτίου τύπου θερμαντήρα, αν και η θερμοκρασία φορτίου που ελέγχεται μπορεί να αλλάξει με διακυμάνσεις στην τάση AC εισόδου και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ένα κύκλωμα που αντισταθμίζει τέτοιες ποικίλες παραμέτρους φαίνεται στο Σχ. 10.

Υποθετικά αυτό το κύκλωμα θα μπορούσε να διατηρήσει τη θερμοκρασία σταθεροποιημένη στο 1% του προκαθορισμένου σημείου ανεξάρτητα από τις μεταβολές τάσης γραμμής AC +/- 10%. Η ακριβής συνολική απόδοση μπορεί να καθοριστεί από τη δομή και το σχεδιασμό του συστήματος όπου εφαρμόζεται ο ελεγκτής.

Αυτό το κύκλωμα παρέχει ένα σχετικό έλεγχο, που σημαίνει, η συνολική ισχύς δίνεται στο φορτίο θέρμανσης καθώς το φορτίο αρχίζει να θερμαίνεται, και στη συνέχεια σε κάποιο σημείο του μέσου, η ισχύς μειώνεται μέσω ενός μέτρου που είναι ανάλογο με τη διαφορά μεταξύ της πραγματικής θερμοκρασίας του το φορτίο και την προβλεπόμενη θερμοκρασία φορτίου.

Το αναλογικό εύρος είναι μεταβλητό μέσω ελέγχου «κέρδους». Το κύκλωμα είναι απλό αλλά αποτελεσματικό, ωστόσο περιλαμβάνει ένα σημαντικό μειονέκτημα που περιορίζει τη χρήση του σε βασικά ελαφρύτερα φορτία. Αυτό το ζήτημα αφορά την εκπομπή βαρέων ραδιοπαρεμβολών, λόγω της κοπής τριακ φάσης.

Παρεμβολή ραδιοσυχνοτήτων σε συστήματα ελέγχου φάσεων

Όλες οι συσκευές ελέγχου τριών φάσεων εκτοξεύουν τεράστιες ποσότητες διαταραχών RF (παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων ή RFI). Αυτό συμβαίνει ουσιαστικά σε χαμηλότερες και μέτριες συχνότητες.

Η εκπομπή ραδιοσυχνοτήτων αυξάνεται έντονα από όλα τα κοντινά ραδιόφωνα μεσαίου κύματος, ακόμη και από τον εξοπλισμό ήχου και τους ενισχυτές, δημιουργώντας έναν ενοχλητικό δυνατό ήχο.

Αυτό το RFI θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει τον ερευνητικό εργαστηριακό εξοπλισμό, ιδιαίτερα τους μετρητές pH, με αποτέλεσμα την απρόβλεπτη λειτουργία υπολογιστών και άλλων παρόμοιων ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών.

Μια εφικτή λύση για τη μείωση του RFI είναι η προσθήκη ενός επαγωγέα RF σε σειρά με το καλώδιο τροφοδοσίας (υποδεικνύεται ως L1 στα κυκλώματα). Ένας κατάλληλα διαστασιοποιημένος πνιγμός θα μπορούσε να κατασκευαστεί τυλίγοντας 40 έως 50 στροφές από σμάλτο χάλκινο σύρμα πάνω από μια μικρή ράβδο φερρίτη ή οποιονδήποτε πυρήνα φερρίτη.

Αυτό μπορεί να εισαγάγει μια επαγωγή περίπου. 100 uH καταστολή των RFI ταλαντώσεων σε μεγάλο βαθμό. Για αυξημένη καταστολή μπορεί να είναι απαραίτητο να μεγιστοποιηθεί ο αριθμός των στροφών σε όσο υψηλό μπορεί να είναι εφικτό ή επαγωγές έως 5 H.

Μειονέκτημα του πνιγμού RF

Το μειονέκτημα αυτού του τύπου κυκλώματος ελέγχου τριών φάσεων με βάση πηνίο RF είναι ότι η ισχύς φορτίου πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σύμφωνα με το πάχος του τσοκ. Επειδή το φορτίο προορίζεται να είναι σε κλίμακα κιλοβάτ, τότε το καλώδιο πνιγμού RF πρέπει να είναι αρκετά παχύ, προκαλώντας το μέγεθος του πηνίου να αυξηθεί σημαντικά και ογκώδες.

Ο θόρυβος RF είναι ανάλογος με τη ισχύ φορτίου, επομένως υψηλότερα φορτία μπορεί να προκαλέσουν υψηλότερες εκπομπές ραδιοσυχνοτήτων απαιτώντας πιο βελτιωμένα κυκλώματα καταστολής.

Αυτό το ζήτημα μπορεί να μην είναι τόσο σοβαρό για επαγωγικά φορτία όπως οι ηλεκτρικοί κινητήρες, καθώς σε τέτοιες περιπτώσεις το ίδιο το τύλιγμα του φορτίου εξασθενεί το RFI. Ο έλεγχος Triac Phase εμπλέκεται επίσης με ένα επιπλέον ζήτημα - αυτός είναι ο συντελεστής ισχύος φόρτωσης.