PWM-kontrollert vifteregulatorkrets

I denne artikkelen ser vi på en enkel 220V PWM-kontrollert vifte- eller lysregulatorkrets som ikke krever en mikrokontroller eller dyre triac-drivere for de tiltenkte operasjonene.

Kapasitiv fasehakking

Alle vanlige vifteregulatorer og dimmere som er avhengige av kapasitiv fasehakketeknologi har en ulempe til felles, disse genererer mye RF-støy og krever store induktorer for å kontrollere dem delvis.

Videre mangler omkoblingen eller faseskjæringen ved å bruke vanlig kondensator diac-teknologi nøyaktighet og skarphet.

Den foreslåtte strømløse transformatorløse PWM-kontrollerte viftereguleringskretsen designet av meg, er fri for alle slike mulige problemer, normalt ledsaget av tradisjonelle vifte- eller lysdimmere, siden den bruker en avansert CMOS IC-basert krets og et nøyaktig nullkryssingsdetektorstrinn.

Ingen MCU-er brukt

Det beste med denne kretsen er at den ikke krever mikrokontrollere og programmering, og også en triac-driver er eliminert, noe som gjør kretsen ekstremt enkel å bygge selv for de nye hobbyistene.

La oss lære konfigurasjonen i detalj, som er ganske for grei:

Med henvisning til kretsen er IC1 som er en 4060 tidtakerbrikke konfigurert til å produsere en forsinket positiv puls for triacen hver gang fasen krysser nulllinjen i sin fasevinkel.

Hele kretsen drives av en vanlig kapasitiv strømforsyning ved bruk av C1, D5, Z1 og C3.

IC1 er konfigurert i sin standardform for å generere en forsinket bryter PÅ eller høy hver gang pin12 går gjennom en tilbakestillingshandling.

Zero Crossing Switching for Triac

Dimmningsvirkningen eller fasestyringshandlingen oppnås ved å få triac til å utføre etter en forhåndsbestemt forsinkelse hver gang en nullovergang detekteres.

Hvis denne forsinkelsen er kort, betyr det at triac får mulighet til å lede i lengre tid for fasevinklene, noe som får den tilkoblede viften til å snurre raskere eller lyset skinner til lysere.

Etter hvert som denne forsinkelsen økes, blir triacen tvunget til å føre proporsjonalt kortere varighet over fasevinklene, noe som gir en proporsjonal mengde reduksjon over henholdsvis hastigheten eller lysstyrken til den tilkoblede viften eller lyset.

Nullovergangsoperasjonen håndheves ganske enkelt ved å bruke en vanlig optokobler, som det kan sees i det gitte diagrammet.

Broen D1 --- D4 forvandler den vekslende fasevinkelen til ekvivalente 100 Hz positive pulser.

LEd og transistoren inne i optokoblingen reagerer på disse positive 100Hz-pulser og forblir slått PÅ bare så lenge pulsen er 0,8V over nullmerket og slår seg av øyeblikkelig når pulser når nullkryssingspunktet.

Mens optotransistoren er i ledende fase, holdes IC-pin12 på bakkenivå og tillater en forsinkelse eller en forhåndsbestemt negativ startpuls for triac-porten.

Imidlertid slås optoen på nullkryssingsnivåene, og tilbakestiller pin12 på IC slik at IC-pin3 starter en ny eller en ny forsinkelse for at triacen skal svare for den spesielle fasevinkelen.

PWM fasekontroll

Lengden eller pulsbredden til denne forsinkelsespulsen kan varieres ved hensiktsmessig å justere VR1 som også blir hastighetskontrollknotten for den omtalte PWM-styrte vifteregulatorkretsen.

VR1 og C2 må velges slik at den maksimale forsinkelsen som produseres av disse ikke skal overstige 1/100 = 0,01 sekund timing for å sikre en lineær inkrementering av 0 til full kalibrering over den gitte kontrollknappen.

Ovennevnte kan implementeres ved en eller annen prøvefeil eller ved å bruke standardformelen for IC 4060.

For ovennevnte kan du også eksperimentere med de andre utgangene til IC.

Kretsdiagram

Deleliste

R1, R5 = 1M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = SE TEKST
OPTO = 4N35 ELLER NOEN STANDARD
C1 = 0.22uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Bølgeformsimulering

Forsinkelsesbølgeformbildet nedenfor viser hvordan fasen til viften kan bli forsinket ved hver nullovergang, for de forskjellige innstillingene til VR1 og C2.

Smart PWM-vifteregulator ved bruk av IC 555

Nesten alle lys- / vifteregulatorkretser bruker en silisiumstyrt likeretter (triac eller SCR).

Disse innretningene er byttet med en forhåndsbestemt fasevinkel som deretter forblir i ledningsmodus til neste nullkryssing av strømnettet.

Denne prosessen ser lett ut, men samtidig gir den vanskeligheter mens du kontrollerer mindre belastninger eller som er induktiv i naturen forårsaker hysterese og flimring.

Årsaken til disse problemene avhenger av sannheten at på grunn av mindre belastningseffekt er strømmen som leveres til enhetene utilstrekkelig til å opprettholde ledningen.

Derfor er en region med kontrollkarakteristikken ikke grundig implementert. Utfallet forverres ytterligere for belastningene som er induktive.

Hvordan kretsen fungerer

Den foreslåtte AC 220V PWM-regulatorkretsen med IC 555 gir deg en enkel løsning ved å forsyne triacen med en konstant portstrøm for å sikre at belastninger så nominelt som 1 watt også blir regulert jevnt.

For å ha kretsen så kompakt og grei som den kan være, bruker vi den populære tidtakeren IC 555.

Utgangen fra IC 555, som vanligvis kan utløses høyt, aktiveres lavt gjennom en negativ potensialinngang.

Denne negative tilførselen blir gjort tilgjengelig fra scenen som består av C1-R3, likeretter D1-D2, sammen med stabilisatorseksjon D3-C2. BJTs T1 til T3 leverer en initialiseringspuls på triggerinngangspinnen nr. 2 av 555 for hver av nullkryssingene til AC-inngangen.

I løpet av en PWM-periode, som bestemt av justeringen av P1 og P2, er utgangen fra IC 555 vanligvis høy, og vi har derfor praktisk talt null spenningsforskjell over tappene 3 og tappen 8, dvs. triacen forblir slått av.

Så snart det innstilte intervallet er gått, blir pin 3 lav og triac aktiveres.

For resten av den halve vekselstrømssyklusen fortsetter en portstrøm, noe som gjør at triacen kan fortsette å lede.

Det laveste punktet der, la oss si, en lyspære ikke bare trenger å lyse, bestemmes ved å justere potten P1 nøye. Filter R7 C5 L1 leverer den nødvendige frakoblingen for triacen.

Som et siste punkt, husk at den absolutte maksimale effekten som kan styres av denne IC 555-baserte smarte regulatorbryteren ikke skal overstige 600 watt.