Obvod regulátoru ventilátoru řízený PWM

V tomto článku se podíváme na jednoduchý 220V síťový PWM řízený obvod ventilátoru nebo světelného regulátoru, který pro zamýšlené operace nevyžaduje mikrokontrolér ani nákladné ovladače triaku.

Kapacitní fázové sekání

Všechny běžné regulátory ventilátorů a stmívače, které se spoléhají na technologii kapacitního fázového sekání, mají jednu společnou nevýhodu, generují hodně vysokofrekvenčního šumu a pro jejich částečné ovládání vyžadují objemné tlumivky.

Kromě toho přepínání nebo fázové sekání prováděné pomocí běžné technologie kondenzátoru diac chybí přesnost a ostrost.

Navrhovaný obvod měniče ventilátoru řízený PWM bez transformátoru, který jsem navrhl, neobsahuje žádné takové možné problémy, které jsou obvykle doprovázeny tradičními stmívači ventilátorů nebo stmívačů světla, protože využívá pokročilý obvod založený na CMOS IC a přesný stupeň detektoru průchodu nulou.

Nepoužívají se žádné MCU

Nejlepší na tomto obvodu je, že nevyžaduje mikrokontroléry a programování, a také byl odstraněn ovladač triaku, což umožňuje extrémně snadné sestavení obvodu i pro nové fandy.

Naučme se podrobně konfiguraci, která je příliš přímočará:

S odkazem na obvod je IC1, což je časovačový čip 4060, nakonfigurován tak, aby produkoval zpožděný pozitivní impuls pro triak pokaždé, když fáze překročí nulovou čáru svého fázového úhlu.

Celý obvod je napájen z běžného kapacitního zdroje pomocí C1, D5, Z1 a C3.

IC1 je nakonfigurován ve své standardní formě pro generování zpožděného zapnutí nebo vysoké vždy, když jeho pin12 projde resetovací akcí.

Přepínání nulového přechodu pro triak

Akce stmívání nebo akce fázového řízení se dosáhne tím, že se triak provede po předem určeném zpoždění pokaždé, když je detekován přechod nuly.

Pokud je toto zpoždění krátké, znamená to, že triak dostane příležitost provádět po delší dobu fázové úhly, což způsobí, že se připojený ventilátor točí rychleji nebo světlo svítí jasněji.

Jak se toto zpoždění zvětšuje, je triak nucen provádět proporcionálně kratší trvání napříč fázovými úhly, což vytváří proporcionální míru snížení rychlosti, respektive jasu připojeného ventilátoru nebo světla.

Operace přechodu nuly je jednoduše vynucena pomocí běžného optického vazebního členu, jak je vidět v daném diagramu.

Můstek D1 --- D4 transformuje střídavý fázový úhel na ekvivalentní 100 Hz kladných pulzů.

LEd a tranzistor uvnitř optického vazebního členu reagují na tyto kladné 100 Hz impulsy a zůstávají zapnuté, pouze pokud jsou impulsy 0,8 V nad nulovou značkou a okamžitě se vypnou, jakmile pulzy dosáhnou nulového bodu křížení.

Zatímco je opto tranzistor ve vodivé fázi, IC pin12 je udržován na úrovni země, což umožňuje zpoždění nebo předem určený negativní počáteční puls pro triakovou bránu.

Avšak na úrovních přechodu nuly se opto vypne a resetuje pin12 IC tak, že IC pin3 restartuje nové nebo nové zpoždění, aby triak reagoval na daný fázový úhel.

Řízení fáze PWM

Délka nebo šířka pulzu tohoto zpožďovacího impulzu lze měnit vhodným nastavením VR1, který se také stane knoflíkem regulace rychlosti pro diskutovaný obvod regulátoru ventilátoru ovládaného PWM.

VR1 a C2 musí být zvoleny tak, aby maximální zpoždění, které z nich vychází, nemělo překročit časování 1/100 = 0,01 sekundy, aby bylo zajištěno lineární zvyšování 0 na plnou kalibraci přes daný ovládací knoflík.

Výše uvedené by mohlo být implementováno nějakou zkušební chybou nebo pomocí standardního vzorce pro IC 4060.

U výše uvedeného můžete také experimentovat s dalšími výstupy IC.

Kruhový diagram

Seznam dílů

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

Simulace křivky

Níže uvedený obrázek průběhu zpoždění ukazuje, jak může být fáze pro ventilátor zpožděna při každém přechodu nuly, pro různá nastavení VR1 a C2.

Inteligentní PWM regulátor ventilátoru pomocí IC 555

Téměř všechny obvody regulátoru světla / ventilátoru využívají silikonem řízený usměrňovač (triak nebo SCR).

Tato zařízení jsou přepínána s předem stanoveným fázovým úhlem, který následně zůstává v režimu vedení až do následujícího průchodu nulou síťového střídavého cyklu.

Tento proces vypadá snadno, ale současně přináší potíže při ovládání menších zátěží nebo které jsou induktivní charakter způsobující hysterezi a blikání.

Důvod těchto problémů závisí na pravdě, že v důsledku menšího zatěžovacího výkonu není proud dodávaný do zařízení dostatečný k udržení jejich vedení.

Oblast regulační charakteristiky proto není důkladně implementována. Výsledek se dále zhoršuje u zátěží, které jsou indukční.

Jak obvod funguje

Navrhovaný obvod regulátoru AC 220V PWM pomocí IC 555 vám poskytuje jednoduché řešení tím, že dodává triaku konstantní hradlový proud, aby bylo zajištěno, že zátěže nominální jako 1 watt jsou také plynule řízeny.

Aby byl obvod co nejkompaktnější a nejpřímější, využíváme populární časovač IC 555.

Výstup IC 555, který lze obvykle spouštět vysoko, je aktivován nízko prostřednictvím záporného potenciálového vstupu.

Toto záporné napájení je dostupné ze stupně zahrnujícího C1-R3, usměrňovač D1-D2, spolu se stabilizační částí D3-C2. BJT T1 až T3 dodávají inicializační impuls na kolík spouštěcího vstupu # 2 na 555 pro každé překročení nuly síťového vstupu AC.

Během periody PWM, jak je rozhodnuto úpravou P1 a P2, je výstup IC 555 obvykle vysoký, a proto máme prakticky nulový rozdíl napětí mezi kolíky 3 a kolíky 8, tj. Triak zůstává vypnutý.

Jakmile uplyne nastavený interval, pin 3 poklesne a triak se aktivuje.

Po zbytek polovičního střídavého cyklu stále běží hradlový proud, který umožňuje triaku pokračovat v chování.

Nejnižší bod, kde, řekněme, žárovka nemusí jen svítit, je určen pečlivým nastavením hrnce P1. Filtr R7 C5 L1 dodává nezbytné oddělení pro triak.

Na závěr si pamatujte, že absolutní maximální výkon, který by mohl být řízen tímto přepínačem inteligentního regulátoru založeného na IC 555, by neměl překročit 600 wattů.