Kuidas teha nullpunkti detektori vooluring

Nullülekande detektori vooluahela loomine on tegelikult väga lihtne ja seda saaks tõhusalt rakendada tundlike elektroonikaseadmete kaitsmiseks võrgulüliti sisselülitamise vastu.

Nullülekande detektori vooluahelat kasutatakse peamiselt elektrooniliste seadmete kaitsmiseks sisselülitamise sisselülitamise eest, tagades, et toite sisselülitamise ajal lülitub võrgufaas alati vooluahela esimesse nullpunkti.
Kummalisel kombel, välja arvatud 'vikipeedia', pole ükski teine ​​tipp-veebisait siiani tegelenud selle nullkoha detektori kontseptsiooni olulise rakendusega, loodan, et nad värskendavad oma artikleid pärast selle postituse lugemist.

Mis on null ületamise detektor?

Me kõik teame, et meie võrgu vahelduvvoolu faas koosneb vahelduvatest sinusoidaalsetest pingefaasidest, nagu allpool näidatud:

Selles vahelduvas vahelduvvoolus võib voolu näha vaheldumisi kindla faasinurga kaudu üle keskmise nulljoone ning ülemise positiivse ja alumise negatiivse tipptaseme vahel.

Seda faasinurka võib näha eksponentsiaalselt tõusmas ja langemas, see tähendab, et ta teeb seda järk-järgult tõusva ja järk-järgult langeva viisil.

Vahelduvvoolu vahelduv tsükkel toimub standardreeglite kohaselt 50 korda sekundis 220 V vooluvõrgu korral ja 60 korda sekundis 120 V võrgu sisendite korral. Seda 50-tsüklilist vastust nimetatakse 50 Hz sageduseks ja 60 Hz 60 Hz sageduseks nende kodude pistikupesade jaoks.

Alati, kui lülitame seadme või elektroonikaseadme vooluvõrku, satub see vahelduvvoolu faasi ootamatult ja kui see sisenemispunkt peaks olema faasinurga tipus, võib see tähendada seadme maksimaalset voolu. sisselülituspunktis.

Ehkki enamik seadmeid on selleks valmis ja võivad olla varustatud takistite või NTC või MOV abil kasutatavate kaitseastmetega, ei soovitata neid kunagi seada nii ootamatutesse ettearvamatutesse olukordadesse.

Sellise probleemi lahendamiseks kasutatakse nullistumise detektori etappi, mis tagab, et alati, kui vidin lülitatakse sisse võrgutoitega, ootab nullülekandeahel, kuni vahelduvvoolu faasitsükkel jõuab nulljooneni, ja lülitab selles hetkel voolu vidina toide.

Kuidas kujundada nullist ülesõidu detektor

Nullristmiskoha detektori kujundamine pole keeruline. Saame seda teha opampi abil, nagu allpool näidatud, kuid kasutades lihtsa kontseptsiooni jaoks opampi, kuna see näib olevat liigne, nii et me arutame ka seda, kuidas sama rakendada tavalise transistoripõhise disaini abil:

Opamp nullpunkti detektori vooluring

Märkus. Sisend AC peaks olema silla alaldist

Ülaltoodud joonisel on kujutatud lihtsat 741 opamp-põhist nullülekande detektori vooluringi, mida saab kasutada kõigi rakenduste jaoks, mis vajavad nullülekandepõhist täitmist.

Nagu näha, on 741 on konfigureeritud võrdluseks , kus selle mitteinverteeriv tihvt on maaga ühendatud läbi 1N4148 dioodi, mis põhjustab selle sisendtapi juures 0,6 V langemispotentsiaali.

Teist sisendnuppu nr 2, mis on iC inverteeriv tihvt, kasutatakse nullristuse tuvastamiseks ja seda rakendatakse eelistatud vahelduvvoolu signaaliga.

Kuna me teame, et seni, kuni tihvt nr 3 potentsiaal on madalam kui tihvt nr 2, on tihvti nr 6 väljundpotentsiaal 0 V ja niipea, kui tihvti nr 3 pinge läheb tihvti nr 2 kohale, lülitub väljundpinge kiiresti 12V (toitetasemeni).

Seetõttu näitab sisestatud vahelduvvoolu signaali perioodidel, mil faasipinge on nulljoonest tublisti üle või vähemalt üle 0,6 V üle nulljoone, näitab opampi väljund nullpotentsiaali .... kuid perioodidel, mil faas hakkab nulljoonele sisenema või sellest üle minema, kogub tihvt nr 2 potentsiaali alla 0,6 V võrdlusväärtuse, mis on määratud kontakti # 3 jaoks, põhjustades väljundi viivitamatu pöördumise 12 V-ni.

Seega muutub nende punktide väljund 12v kõrgeks ja see järjestus käivitub iga kord, kui faas ületab oma faasitsükli nulljoone.

Saadud lainekuju võib näha IC väljundis, mis väljendab ja kinnitab selgelt IC nullist ristumise tuvastamist.

Opto-haakeseadise BJT-ahela kasutamine

Ehkki ülalpool käsitletud opamp-nullpunkti detektor on väga tõhus, saab sama rakendada tavalise opto-siduri BJT abil üsna hea täpsusega.

Märkus. Sisend AC peaks olema silla alaldist

Viidates ülaltoodud pildile, saab BJT-d fototransistori kujul, mis on ühendatud opto-siduri sees, tõhusalt konfigureerida lihtsaim nulliga ristuva detektori vooluring .

Vahelduvvooluvõrk suunatakse suure väärtusega takisti kaudu opampi LED-le. Selle faasitsüklite jooksul, kuni võrgupinge on üle 2 V, jääb fototransistor juhtimisrežiimi ja väljundreaktsioon hoitakse nullvolti lähedal, kuid aegadel, kui faas jõuab oma käigu nulljooneni, jääb LED opto lülitub välja, põhjustades ka transistori väljalülitamise, põhjustab see vastus koheselt konfiguratsiooni näidatud väljundpunktis kõrge loogika.

Praktiline rakendusring, mis kasutab nullpunkti tuvastamist

Allpool on näha praktiline näide vooluringist, milles kasutatakse nullist ülesõidu tuvastamist, siin ei tohi triaci kunagi lülitada mitte üheski teises faasipunktis, välja arvatud nullpunkti ületav punkt, kui toide on sisse lülitatud.

See tagab, et vooluahelat hoitakse alati eemal sisselülitatava voolu tõusust ja selle vastavatest ohtudest.

Märkus. Sisend AC peaks olema silla alaldist

Ülaltoodud kontseptsioonis lastakse triac läbi väikese signaali SCR, mida juhib PNP BJT. See PNP BJT on konfigureeritud teostama nullpunkti tajumist triaci ja sellega seotud koormuse kavandatud ohutuks ümberlülitamiseks.

Igal ajal, kui toide on sisse lülitatud, saab SCR anoodivarustuse olemasolevast alalisvoolu päästikuallikast, kuid selle värava pinge lülitatakse sisse ainult sel hetkel, kui sisend läbib oma esimese nullpunkti.

Kui SCR on käivitatud ohutus nullpunktis, laseb see triaci ja ühendatud koormuse ning omakorda lukustub, tagades triaci pideva väravavoolu.

Selline ümberlülitamine nullpunktides iga kord, kui toide sisse lülitatakse, tagab koormuse järjepideva ohutu sisselülitamise, välistades kõik võimalikud ohud, mis tavaliselt on seotud võrgu ootamatu toitelülitiga.

RF müra kõrvaldamine

Veel üks suurepärane nullpunkti detektori vooluringi rakendus on mõeldud müra kõrvaldamine triaci lülitusahelates . Võtame näiteks elektrooniline valgusregulaator tavaliselt leiame, et sellised vooluahelad kiirgavad atmosfääri ja ka võrku palju raadiosageduslikku müra, põhjustades tarbetut harmooniliste heidet.

See juhtub triaki juhtivuse kiire ristumise tõttu positiivse / negatiivse tsükli jooksul nullpunkti joone kaudu ... eriti ümber nullülekande ülemineku, kus triac allutatakse määratlemata pingevööndisse, mis põhjustab selle kiirete voolu üleminekute tekkimist, mis pööre eraldub RF-müra.

Nullpunktidetektor, kui see lisatakse triac-põhistele vooluahelatele , kõrvaldab selle nähtuse, lubades triaci tulekahju ainult siis, kui vahelduvvoolu tsükkel on nulljoone ideaalselt ületanud, mis tagab triaci puhta ümberlülitamise, kõrvaldades seeläbi RF-siirded.

Viide:

Nullülekande ring