PWM kontrolēta ventilatora regulatora ķēde

Šajā rakstā mēs aplūkojam vienkāršu 220 V tīkla PWM kontrolētu ventilatora vai gaismas regulatora ķēdi, kurai paredzētajām darbībām nav nepieciešams mikrokontrolleris vai dārgi triac draiveri.

Kapacitatīvā fāzes sasmalcināšana

Visiem parastā tipa ventilatora regulatoriem un regulatoriem, kas paļaujas uz kapacitatīvās fāzes sasmalcināšanas tehnoloģiju, ir viens kopīgs trūkums, tie rada daudz RF trokšņa un to daļējai kontrolei nepieciešami lielgabarīta induktori.

Turklāt pārslēgšanai vai fāzes sasmalcināšanai, izmantojot parasto kondensatora diac tehnoloģiju, trūkst precizitātes un asuma.

Piedāvātajā manis izstrādātajā tīkla transformatora bez PWM kontrolētajā ventilatora regulatora ķēdē nav visu iespējamo problēmu, ko parasti pavada tradicionālie ventilatoru vai gaismas regulatori, jo tajā tiek izmantota uzlabota CMOS IC ķēde un precīzs nulles šķērsošanas detektora posms.

Nav izmantots MCU

Labākais šajā ķēdē ir tas, ka tam nav nepieciešami mikrokontrolleri un programmēšana, kā arī ir atcelts triac draiveris, padarot šo ķēdi ārkārtīgi viegli izveidojamu pat jaunajiem vaļaspriekiem.

Mācīsimies detalizēti konfigurāciju, kas ir diezgan vienkārši:

Atsaucoties uz ķēdi, IC1, kas ir 4060 taimera mikroshēma, ir konfigurēts radīt aizkavētu pozitīvu impulsu triakam katru reizi, kad fāze šķērso fāzes leņķa nulles līniju.

Visa ķēde tiek darbināta no parastās kapacitatīvās barošanas avota, izmantojot C1, D5, Z1 un C3.

IC1 ir konfigurēts tā standarta formā, lai ģenerētu aizkavētu slēdzi ON vai high katru reizi, kad tā pin12 veic atiestatīšanas darbību.

Nulles šķērsošanas maiņa Triac

Aptumšošanas darbība vai fāzes kontroles darbība tiek panākta, liekot triac darboties pēc iepriekš noteiktas kavēšanās katru reizi, kad tiek konstatēts nulles krustojums.

Ja šī kavēšanās ir īsa, tas nozīmē, ka triac iegūst iespēju ilgāk vadīt fāzes leņķus, liekot pieslēgtajam ventilatoram griezties ātrāk vai gaismai spīdēt spožāk.

Palielinoties šai aizkavei, triac ir spiests vadīt proporcionāli īsāku laiku visā fāzes leņķī, radot proporcionālu samazinājumu attiecīgi pievienotā ventilatora vai gaismas ātrumam vai spilgtumam.

Nulles šķērsošanas darbība tiek vienkārši izpildīta, izmantojot parasto opto savienotāju, kā to var redzēt dotajā diagrammā.

Tilts D1 --- D4 maina fāzes leņķi līdzvērtīgos 100 Hz pozitīvajos impulsos.

LEd un tranzistors opto savienotāja iekšpusē reaģē uz šiem pozitīvajiem 100 Hz impulsiem un paliek ieslēgti tikai tik ilgi, kamēr impulsi ir 0,8 V virs nulles atzīmes un uzreiz izslēdzas, kad impulsi sasniedz nulles šķērsošanas punktu.

Kamēr opto tranzistors atrodas vadošajā fāzē, IC kontakts12 tiek turēts zemes līmenī, ļaujot triac vārtiem aizkavēties vai iepriekš noteiktā negatīvā iedarbināšanas impulsu.

Tomēr nulles šķērsošanas līmeņos opto tiek izslēgts, atiestatot IC spraudni12 tā, lai IC pin3 atsāktu jaunu vai jaunu kavēšanos, lai triac reaģētu uz konkrēto fāzes leņķi.

PWM fāzes kontrole

Šī aizkavētā impulsa garumu vai impulsa platumu var mainīt, atbilstoši pielāgojot VR1, kas arī kļūst par ātruma vadības pogu apspriestajai PWM kontrolētās ventilatora regulatora ķēdei.

VR1 un C2 jāizvēlas tā, lai to radītā maksimālā kavēšanās nepārsniegtu 1/100 = 0,01 sekundes laiku, lai nodrošinātu lineāru pieaugumu no 0 līdz pilnīgai kalibrēšanai pār doto vadības pogu.

Iepriekš minēto var īstenot ar kādu izmēģinājuma kļūdu vai izmantojot IC 4060 standarta formulu.

Lai veiktu iepriekš minēto, varat eksperimentēt arī citus IC izejas.

Ķēdes shēma

Detaļu saraksts

R1, R5 = 1M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = SKATĪT TEKSTU
OPTO = 4N35 VAI JEBKĀDA STANDARTA
C1 = 0,22 uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Viļņu formas simulācija

Zemāk esošais aizkavēšanās viļņu formas attēls parāda, kā ventilatora fāze var tikt aizkavēta pie katras nulles šķērsošanas dažādiem VR1 un C2 iestatījumiem.

Viedais PWM ventilatora regulators, izmantojot IC 555

Gandrīz visās gaismas / ventilatora regulatora ķēdēs tiek izmantots silīcija vadīts taisngriezis (triac vai SCR).

Šīs ierīces tiek pārslēgtas ar iepriekš noteiktu fāzes leņķi, kas pēc tam paliek vadīšanas režīmā līdz nākamajam tīkla maiņstrāvas cikla nullei.

Šis process izskatās viegli, tomēr vienlaikus tas rada grūtības, kontrolējot mazākas vai kādas slodzes induktīva rakstura izraisot histerēzi un mirgošanu.

Šo problēmu iemesls ir atkarīgs no patiesības, ka mazākas slodzes jaudas dēļ ierīcēm piegādātā strāva nav pietiekama, lai uzturētu to vadītspēju.

Tāpēc kontroles raksturlieluma reģions netiek pilnībā ieviests. Rezultāts vēl vairāk pasliktinās induktīvajām slodzēm.

Kā darbojas ķēde

Piedāvātā maiņstrāvas 220 V PWM regulatora ķēde, izmantojot IC 555, sniedz jums vienkāršu risinājumu, piegādājot triac ar pastāvīgu vārtu strāvu, lai nodrošinātu, ka vienmērīgi tiek kontrolētas arī tādas nominālās slodzes kā 1 vati.

Lai ķēde būtu pēc iespējas kompaktāka un vienkāršāka, mēs izmantojam populāro taimeri IC 555.

IC 555 izeja, kuru parasti var aktivizēt ar augstu, tiek aktivizēta zemā līmenī, izmantojot negatīva potenciāla ievadi.

Šis negatīvais padeve ir pieejama no pakāpes, kurā ietilpst C1-R3, taisngriezis D1-D2, kā arī stabilizatora sekcija D3-C2. BJT no T1 līdz T3 nodrošina inicializācijas impulsu uz 555 sprūda ieejas tapas Nr. 2 katram tīkla maiņstrāvas ieejas nulles krustojumam.

PWM periodā, kā izlemj P1 un P2 pielāgošana, IC 555 izeja parasti ir augsta, un tāpēc mums ir praktiski nulle sprieguma starpība starp tapām 3 un 8, t.i., triac paliek izslēgta.

Tiklīdz iestatītais intervāls ir pagājis, 3. tapa kļūst maza un triac tiek aktivizēts.

Pārējā maiņstrāvas pusei turpina darboties vārtu strāva, kas ļauj triakam turpināt vadīt.

Zemākais punkts, kur, teiksim, spuldzei nav tikai jāiedegas, tiek noteikts, rūpīgi pielāgojot trauku P1. Filtrs R7 C5 L1 nodrošina nepieciešamo atdalīšanu triac.

Visbeidzot atcerieties, ka absolūtai maksimālajai jaudai, ko varētu regulēt šis viedā regulatora IC 555 bāzes slēdzis, nevajadzētu pārsniegt 600 vatus.