PWM-i juhitav ventilaatori regulaatori ahel

Selles artiklis uurime lihtsat 220 V võrguga PWM-juhitavat ventilaatori või valguse regulaatori vooluahelat, mis ei vaja kavandatud toiminguteks mikrokontrollerit ega kulukaid triac-draivereid.

Mahtuvuslik faasi tükeldamine

Kõigil tavalise tüüpi ventilaatorregulaatoritel ja dimmeritel, mis toetuvad mahtuvuslikule faaside tükeldamise tehnoloogiale, on üks ühine puudus, need tekitavad palju raadiosagedusmüra ja nende osaliseks juhtimiseks on vaja suuri induktoreid.

Lisaks puudub tavalise kondensaatori diak-tehnoloogia abil toimuval lülitamisel või faaside tükeldamisel täpsus ja teravus.

Minu kavandatud trafoteta PWM-juhitava ventilaatori regulaatori vooluahel on vaba kõigist sellistest võimalikest probleemidest, millega tavaliselt kaasnevad traditsioonilised ventilaatori või valgusregulaatorid, kuna see kasutab täiustatud CMOS IC-põhist vooluahelat ja täpset nullpunkti detektori astet.

Ühtegi MCU-d pole kasutatud

Parim asi selle vooluringi juures on see, et see ei vaja mikrokontrollereid ja programmeerimist, samuti on välistatud triac-draiver, mis muudab vooluringi ülimalt lihtsaks ka uute harrastajate jaoks.

Õppime üksikasjalikult konfiguratsiooni, mis on liiga lihtne:

Vooluringile viidates on IC1, mis on taimeri kiip 4060, konfigureeritud tootma triaci jaoks viivitatud positiivset impulsi iga kord, kui faas ületab oma faasinurga nulljoone.

Kogu vooluahelat toidetakse tavalisest mahtuvuslikust toiteallikast, kasutades C1, D5, Z1 ja C3.

IC1 on konfigureeritud standardsel kujul, et genereerida viivitatud lüliti ON või high iga kord, kui selle pin12 läbib lähtestusoperatsiooni.

Nullülekande lülitus Triaci jaoks

Hämardav tegevus või faasikontrolli toiming saavutatakse triaki juhtimisega pärast etteantud viivitust iga kord, kui tuvastatakse nullpunkt.

Kui see viivitus on lühike, tähendab see, et triac saab võimaluse juhtida faasinurkade jaoks pikemat aega, põhjustades ühendatud ventilaatori kiiremat pöörlemist või valguse säramist.

Kui see viivitus suureneb, on triac sunnitud läbi faasinurkade toimima proportsionaalselt lühema aja jooksul, vähendades proportsionaalselt ühendatud ventilaatori või valguse kiirust või heledust.

Nullülekande toiming viiakse lihtsalt läbi tavalise opto-siduri abil, nagu on näha antud skeemil.

Sild D1 --- D4 muudab vahelduva faasinurga ekvivalentseteks 100 Hz positiivseteks impulssideks.

LEd ja optoühenduse sees olev transistor reageerivad neile positiivsetele 100 Hz impulssidele ja jäävad sisselülitatuks ainult seni, kuni impulsid on 0,8 V nullmärgist kõrgemal ja lülituvad koheselt välja, kui impulsid jõuavad nullpunkti.

Samal ajal, kui optransistor on juhtivas faasis, hoitakse IC tihvti 12 maapinnal, võimaldades triac-värava viivitust või ettemääratud negatiivselt käivitavat impulsi.

Nullülekande tasemetel lülitub opto välja, lähtestades IC tihvti12 nii, et IC pin3 taaskäivitab triaci uue või uue viivitusega selle konkreetse faasinurga jaoks reageerimiseks.

PWM-i faasikontroll

Selle viivitusimpulsi pikkust või impulsi laiust saab muuta VR1 sobivaks reguleerimisega, mis muutub ka käsitletud PWM-i juhitava ventilaatori regulaatori vooluahela kiiruse reguleerimisnupuks.

VR1 ja C2 tuleb valida nii, et nende tekitatud maksimaalne viivitus ei tohiks ületada 1/100 = 0,01 sekundit, et tagada antud juhtnupu kohal lineaarselt suurendav 0 kuni täielik kalibreerimine.

Ülaltoodut saab rakendada mõne prooviveaga või IC 4060 standardvalemi abil.

Ülaltoodu jaoks võite katsetada ka muid IC väljundeid.

Vooluringi skeem

Osade nimekiri

R1, R5 = 1 M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = VAATA TEKSTI
OPTO = 4N35 VÕI MINGI STANDARD
C1 = 0,22 uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12 V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Lainekuju simulatsioon

Allpool olev viivituslaine kujutis näitab, kuidas ventilaatori faas võib VR1 ja C2 erinevate seadete korral igal nullpunkti ületamisel edasi lükata.

Nutikas PWM-ventilaatori regulaator IC 555 abil

Peaaegu kõik valguse / ventilaatori regulaatorite ahelad kasutavad räni abil juhitavat alaldit (triac või SCR).

Neid seadmeid lülitatakse ettemääratud faasinurgaga, mis jääb seejärel juhtimisrežiimile kuni järgmise vahelduvvoolu tsükli nullini ületamiseni.

See protsess näib lihtne, kuid samal ajal tekitab see raskusi väiksemate või väiksemate koormuste kontrollimisel induktiivset laadi põhjustades hüstereesi ja värelust.

Nende probleemide põhjus sõltub tõest, et väiksema koormusvõimsuse tõttu pole seadmetele edastatud vool nende juhtivuse säilitamiseks piisav.

Seetõttu pole kontrollomaduste piirkonda põhjalikult rakendatud. Tulemus halveneb veelgi induktiivsete koormuste korral.

Kuidas vooluring töötab

Kavandatud vahelduvvoolu 220 V PWM regulaatorahel, mis kasutab IC 555, annab teile lihtsa lahenduse, varustades triaci pideva väravavooluga, et tagada ka 1-vatise nominaalse koormuse sujuv juhtimine.

Et vooluring oleks võimalikult kompaktne ja arusaadav, kasutame populaarset taimerit IC 555.

IC 555 väljund, mille saab tavaliselt käivitada kõrgena, aktiveeritakse madalal potentsiaalse sisendi kaudu.

See negatiivne toiteallikas on saadaval etapist, mis sisaldab C1-R3, alaldit D1-D2 koos stabilisaatori sektsiooniga D3-C2. BJT-d T1 kuni T3 annavad 555 päästiku sisendtihvlile nr 2 initsialiseerimise impulsi võrgu vahelduvvoolu sisendi kõigi nullpunktide korral.

PWM perioodil, nagu on otsustatud P1 ja P2 reguleerimisega, on IC 555 väljund tavaliselt suur ja seetõttu on meil kontaktide 3 ja tihvti 8 pinge erinevus praktiliselt null, st triac jääb välja lülitatuks.

Niipea kui määratud intervall on möödas, muutub tihvt 3 madalaks ja triac aktiveeritakse.

Ülejäänud poole vahelduvvoolutsükli jooksul töötab väravavool, mis võimaldab triacil jätkata juhtimist.

Madalaim punkt, kus näiteks lambipirn ei pea lihtsalt põlema, määratakse potti P1 hoolikalt reguleerides. Filter R7 C5 L1 tagab triaki jaoks vajaliku lahtihaakimise.

Lõppkokkuvõttes pidage meeles, et absoluutne maksimaalne võimsus, mida saaks reguleerida selle IC 555-põhise nutiregulaatori lülitiga, ei tohiks ületada 600 vatti.