Circuitul regulatorului ventilatorului controlat PWM

În acest articol ne uităm la un circuit simplu de ventilator sau de regulator de lumină controlat de PWM de 220V care nu necesită un microcontroler sau drivere costisitoare pentru operațiunile prevăzute.

Tăiere capacitivă în fază

Toate regulatoarele și regulatoarele de ventilator de tip obișnuit care se bazează pe tehnologia de tăiere a fazelor capacitive au un dezavantaj în comun, acestea generând mult zgomot RF și necesită inductoare voluminoase pentru controlul lor parțial.

În plus, comutarea sau tăierea fazei se face folosind tehnologia obișnuită a condensatorului diac, lipsită de precizie și claritate.

Circuitul de reglare al ventilatorului controlat de PWM fără transformator de rețea, proiectat de mine, este lipsit de toate aceste probleme posibile însoțite în mod normal de ventilatoare tradiționale sau de regulatoare de lumină, deoarece folosește un circuit avansat bazat pe CMOS IC și o etapă precisă a detectorului de trecere zero.

Nu sunt utilizate MCU-uri

Cel mai bun lucru despre acest circuit este că nu necesită microcontrolere și programare și, de asemenea, un driver de triac a fost eliminat, făcând circuitul extrem de ușor de construit chiar și pentru noii pasionați.

Să învățăm configurația în detaliu, care este destul de simplă:

Referindu-ne la circuit, IC1, care este un cip cu temporizator 4060, este configurat pentru a produce un impuls pozitiv întârziat pentru triac de fiecare dată când faza traversează linia zero a unghiului său de fază.

Întregul circuit este alimentat de la o sursă de alimentare capacitivă obișnuită folosind C1, D5, Z1 și C3.

IC1 este configurat în forma sa standard pentru generarea unui comutator întârziat PORNIT sau de înaltă de fiecare dată când pin-ul său 12 trece printr-o acțiune de resetare.

Comutarea de trecere zero pentru Triac

Acțiunea de diminuare sau acțiunea de control al fazei se realizează făcând triacul să conducă după o întârziere predeterminată de fiecare dată când este detectată o trecere zero.

Dacă această întârziere este scurtă, înseamnă că triac are ocazia să conducă o perioadă mai mare de timp pentru unghiurile de fază, determinând ventilatorul conectat să se rotească mai repede sau lumina să strălucească mai puternic.

Pe măsură ce această întârziere este crescută, triacul este forțat să conducă pentru durate proporțional mai scurte de-a lungul unghiurilor de fază, producând o cantitate proporțională de reducere a vitezei sau a luminozității ventilatorului conectat sau, respectiv, a luminii.

Operațiunea de trecere zero este pur și simplu aplicată prin utilizarea unui cuplaj opto obișnuit, după cum se poate vedea în diagrama dată.

Puntea D1 --- D4 transformă unghiul alternativ de fază în impulsuri pozitive echivalente de 100 Hz.

LEd și tranzistorul din interiorul cuplajului opto răspund la aceste impulsuri pozitive de 100Hz și rămâne pornit doar atât timp cât impulsurile sunt cu 0,8V peste semnul zero și se opresc instantaneu pe măsură ce impulsurile ating punctul de trecere zero.

În timp ce tranzistorul opto este în faza de conducere, pinul IC12 este ținut la nivelul solului, permițând o întârziere sau un impuls de pornire negativ predeterminat pentru poarta triac.

Cu toate acestea, la nivelurile de trecere zero, opto-ul se oprește, resetând pinul 12 al IC astfel încât pinul IC 3 repornește o nouă întârziere sau o nouă întârziere pentru ca triacul să răspundă pentru acel unghi de fază particular.

Controlul fazei PWM

Lungimea sau lățimea impulsului acestui impuls de întârziere pot fi variate prin reglarea adecvată a VR1, care devine și butonul de control al vitezei pentru circuitul regulator de ventilator controlat PWM.

VR1 și C2 trebuie selectate astfel încât întârzierea maximă produsă de acestea să nu depășească sincronizarea 1/100 = 0,01 secunde pentru a asigura o creștere liniară 0 la calibrarea completă peste butonul de control dat.

Cele de mai sus ar putea fi implementate printr-o eroare de încercare sau folosind formula standard pentru IC 4060.

Pentru cele de mai sus, puteți experimenta și celelalte ieșiri ale IC.

Diagrama circuitului

Lista de componente

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

Simularea formei de undă

Imaginea de formă de undă de întârziere de mai jos arată cum faza ventilatorului poate fi întârziată la fiecare trecere zero, pentru diferitele setări ale VR1 și C2.

Regulator inteligent al ventilatorului PWM folosind IC 555

Aproape toate circuitele de reglare a luminii / ventilatorului folosesc un redresor controlat cu siliciu (triac sau SCR).

Aceste dispozitive sunt comutate cu un unghi de fază predeterminat care rămâne ulterior în modul de conducție până la următoarea trecere zero a ciclului de rețea de curent alternativ.

Acest proces pare ușor, cu toate acestea prezintă simultan dificultăți în timp ce controlează sarcini mai mici sau care sunt de natură inductivă provocând histerezis și pâlpâire.

Motivul acestor probleme depinde de adevărul că, din cauza puterii de încărcare mai mici, curentul livrat dispozitivelor este inadecvat pentru a susține conducerea lor.

Prin urmare, o regiune a caracteristicii de control nu este implementată temeinic. Rezultatul se deteriorează și mai mult pentru sarcinile inductive.

Cum funcționează circuitul

Circuitul de regulator AC 220V PWM propus folosind IC 555 vă oferă o soluție simplă prin furnizarea triacului cu un curent constant de poartă, pentru a vă asigura că sarcini nominale de 1 watt sunt, de asemenea, controlate fără probleme.

Pentru a avea circuitul cât mai compact și mai simplu, putem folosi popularul timer IC 555.

Ieșirea IC 555, care poate fi declanșată de obicei la nivel înalt, este activată la nivel redus printr-o intrare potențială negativă.

Această sursă negativă este pusă la dispoziție din etapa care cuprinde C1-R3, redresor D1-D2, împreună cu secțiunea stabilizatoare D3-C2. BJT-urile T1 până la T3 furnizează un impuls de inițializare pe pinul de intrare al declanșatorului # 2 al 555 pentru fiecare dintre punctele de trecere zero ale intrării de curent alternativ.

În timpul unei perioade PWM, așa cum s-a decis prin ajustarea P1 și P2, ieșirea IC 555 este de obicei ridicată și, prin urmare, avem practic diferență de tensiune zero între pinii 3 și pinii 8, adică triacul rămâne oprit.

De îndată ce intervalul stabilit este scurs, pinul 3 devine scăzut și triacul este activat.

Pentru restul ciclului de jumătate de curent alternativ, un curent de poartă continuă să funcționeze, ceea ce permite triacului să continue să conducă.

Punctul cel mai de jos în care, să zicem, un bec nu trebuie doar să lumineze, este determinat prin ajustarea atentă a vasului P1. Filtrul R7 C5 L1 furnizează decuplarea necesară pentru triac.

Ca ultim punct, amintiți-vă că puterea maximă absolută care ar putea fi guvernată de acest comutator de regulator inteligent bazat pe IC 555 nu trebuie să depășească 600 de wați.