Sebilangan besar peralatan elektrik yang digunakan di rumah memerlukan kuasa AC untuk operasi mereka. Daya AC atau AC ini diberikan kepada peralatan melalui operasi pensuisan beberapa suis elektronik kuasa. Untuk kelancaran pengoperasian beban, perlu mengawal Kuasa AC digunakan kepada mereka. Ini dicapai secara gilirannya dengan mengawal operasi pensuisan suis elektronik kuasa, seperti SCR.
Dua Kaedah Mengawal Operasi Beralih SCR
- Kaedah Kawalan Fasa : Ini merujuk kepada mengawal peralihan SCR dengan merujuk kepada fasa isyarat AC. Biasanya, yang Thyristor dicetuskan pada 180 darjah dari awal isyarat AC. Atau dengan kata lain pada persilangan sifar bentuk gelombang isyarat AC, denyutan pemicu digunakan pada terminal gerbang thyristor. Dalam kes mengawal daya AC ke SCR, penerapan denyutan ini ditunda dengan meningkatkan waktu antara denyut nadi dan ini disebut kawalan dengan penundaan sudut tembak. Walau bagaimanapun litar ini menyebabkan harmonik yang lebih tinggi dan menghasilkan RFI frekuensi radio dan arus masuk yang berat dan pada tahap kuasa yang lebih besar, ia memerlukan lebih banyak penapis untuk mengurangkan RFI.
- Peralihan kitaran integral: Kawalan kitaran integral adalah kaedah lain yang digunakan untuk penukaran langsung AC ke AC yang dikenali sebagai pensuisan sifar atau pemilihan kitaran. Pencetus kitaran integral berkaitan dengan litar pensuisan arus ulang-alik dan terutamanya dengan litar pensuisan sifar voltan sifar kamiran terpadu. Apabila suis voltan sifar digunakan untuk menukar faktor kuasa rendah (beban induktif) seperti motor atau pengubah daya menyebabkan pemanasan terlalu tinggi pengubah daya pada talian utiliti. Oleh itu ketepuan arus beban adalah arus masuk yang tinggi. Pendekatan lain untuk pengalihan voltan sifar kitaran integral melibatkan penggunaan susunan elemen penyimpanan dan litar logik yang agak kompleks yang berkira-kira bilangan separuh kitaran arus beban. Peralihan kitaran integral terdiri daripada menghidupkan bekalan untuk memuat untuk bilangan kitaran bilangan bulat dan kemudian mematikan bekalan untuk bilangan kitaran integral yang lebih jauh. Oleh kerana voltan sifar dan pengalihan arus thyristor sifar, harmonik yang dihasilkan akan berkurang. Menggunakan voltan lancar menukar kitaran integral tidak mungkin dan frekuensi berubah-ubah. Peralihan kitaran integral dengan pemicu bust thyristor sebagai kaedah untuk membuang keseluruhan kitaran, kitaran atau bahagian kitaran isyarat AC, adalah kaedah yang terkenal dan lama untuk mengawal kuasa AC, terutamanya di seluruh beban pemanas AC. Walau bagaimanapun, konsep untuk mencapai pencurian kitaran bentuk gelombang voltan dengan menggunakan mikrokontroler dapat menjadi sangat tepat seperti program yang ditulis dalam bahasa Assembly / C. Sehingga purata waktu voltan atau saat ini dialami pada beban secara proporsional lebih kecil daripada jika seluruh isyarat dihubungkan ke beban.
Satu kesan sampingan penggunaan skema ini adalah ketidakseimbangan arus input atau bentuk gelombang voltan kerana kitaran dihidupkan dan dimatikan melintasi beban sehingga sesuai untuk beban tertentu berbanding kaedah terkawal sudut tembakan untuk meminimumkan THD.
Sebelum pergi ke contoh untuk setiap jenis kawalan, mari kita memberi penerangan sedikit mengenai pengesanan persimpangan sifar.
Zero-Crossing Detection atau Zero Voltage Crossing
Dengan istilah Zero Voltage Crossing kita bermaksud titik pada bentuk gelombang isyarat AC di mana isyarat melintasi rujukan sifar bentuk gelombang atau dengan kata lain di mana bentuk gelombang isyarat bersilang dengan paksi-x. Ia digunakan untuk mengukur frekuensi atau tempoh isyarat berkala. Ia juga dapat digunakan untuk menghasilkan denyut yang disegerakkan yang dapat digunakan untuk memicu terminal gerbang Silicon Controlled Rectifier untuk membuatnya berjalan pada sudut tembak 180 darjah.
Gelombang sinus secara semula jadi mempunyai nod di mana voltan melintasi titik sifar, membalikkan arah dan menyelesaikan gelombang sinus.
Dengan menukar beban AC pada titik voltan sifar kita hampir menghilangkan kerugian dan tekanan yang disebabkan voltan.
Zero Cross Sensing atau Zero Voltage Sensing ZVS atau ZVR Circuit
Biasanya, OPAMP yang digunakan dalam pengesanan persilangan sifar berfungsi sebagai pembanding membandingkan isyarat DC berdenyut (diperoleh dengan membetulkan isyarat AC), dengan voltan DC rujukan (diperoleh dengan menyaring isyarat DC berdenyut). Isyarat rujukan diberikan ke terminal bukan pembalik sedangkan voltan berdenyut diberikan ke terminal pembalik.
Sekiranya voltan DC berdenyut lebih rendah daripada isyarat rujukan, isyarat tinggi logik dikembangkan pada output pembanding. Oleh itu, bagi setiap titik persilangan sifar AC, denyutan dihasilkan dari output Zero Crossing Detector.
Video mengenai Pengesan Melintasi Sifar
Kawalan Kitaran Beralih Integral (ISCC):
Untuk menghilangkan keburukan pengalihan kitaran kamiran dan kawalan fasa, kitaran perpindahan kamiran terpadu digunakan untuk kawalan beban pemanasan. Litar ISCC mempunyai 3 bahagian. Yang pertama terdiri daripada bekalan kuasa untuk menggerakkan semua penguat dalaman dan memberi tenaga gerbang ke peranti semikonduktor kuasa. Bahagian kedua terdiri daripada pengesanan voltan sifar dengan merasakan contoh voltan bekalan sifar dan memberikan kelewatan fasa. Pada bahagian ketiga, diperlukan tahap penguat yang membesar isyarat kawalan untuk menyediakan pemacu yang diperlukan untuk menghidupkan suis kuasa. Litar ISCC terdiri daripada Firing circuit & Power Amplifier (FCPA) dan bekalan kuasa untuk mengawal beban.
FCPA terdiri daripada pemacu gerbang untuk thyristor dan TRIAC digunakan sebagai alat kuasa dalam reka bentuk yang dicadangkan. Triac boleh mengalirkan arus ke arah mana pun ketika dihidupkan dan sebelumnya disebut triristor dua arah atau thyristor dua hala. Triac adalah suis yang sesuai untuk litar AC yang membolehkan kawalan aliran kuasa besar dengan arus kawalan skala miliamp.
Aplikasi Peralihan Kitaran Integral - Kawalan Kuasa Industri oleh Perpindahan Integral
Kaedah ini dapat digunakan untuk mengawal daya AC, terutama di seluruh beban linear seperti pemanas yang digunakan di relau elektrik. Dalam hal ini, mikrokontroler memberikan output berdasarkan interupsi yang diterima sebagai rujukan untuk generasi denyut pencetus.
Dengan menggunakan pulsa pemicu ini, kita dapat mendorong optoisolator untuk memicu Triac untuk mencapai kawalan kitaran integral seperti pada suis yang dihubungkan dengan mikrokontroler. Sebagai pengganti motor, lampu elektrik disediakan untuk pemerhatian fungsinya.
Blok Diagram Kawalan Daya dengan Peralihan Kitaran Integral
Di sini alat pengesan penyeberangan sifar digunakan untuk memberikan denyut pencetus ke denyut pintu Thyristor. Aplikasi denyutan ini dikendalikan melalui Mikrokontroler dan optoisolator. Mikrokontroler diprogramkan untuk menerapkan denyutan pada optoisolator untuk jangka masa yang tetap dan kemudian menghentikan penggunaan denyut nadi untuk jangka masa tetap yang lain. Ini mengakibatkan penghapusan lengkap beberapa kitaran bentuk gelombang isyarat AC yang dikenakan pada beban. Optoisolator dengan sewajarnya mendorong thyristor berdasarkan input dari mikrokontroler. Oleh itu, kuasa AC yang diberikan kepada lampu dikawal.
Aplikasi Peralihan Fasa Terkawal - Kawalan Kuasa AC yang Dapat Diprogramkan
Blok Diagram Kawalan Daya dengan Kaedah Kawalan Fasa
Kaedah ini digunakan untuk mengawal intensiti lampu dengan mengawal kuasa AC ke lampu. Ini dilakukan dengan menunda aplikasi denyut pemicu ke TRIAC atau menggunakan kaedah penundaan sudut tembak. Pengesan lintasan sifar membekalkan nadi pada setiap lintasan sifar bentuk gelombang AC yang digunakan pada Pengawal Mikro. Pada mulanya, Mikrokontroler memberikan denyutan ini kepada optoisolator yang dengan demikian memicu thyristor tanpa berlengah dan dengan itu lampu menyala dengan intensiti penuh. Sekarang menggunakan pad kekunci yang dihubungkan dengan Mikrokontroler, intensiti yang diperlukan dalam bentuk peratusan diterapkan pada Mikrokontroler dan diprogramkan untuk menunda penerapan denyutan ke optoisolator. Oleh itu, pencetus thyristor ditangguhkan dan oleh itu intensiti lampu dikawal.
