Mạch điều chỉnh quạt điều khiển PWM

Trong bài viết này, chúng tôi xem xét một mạch điều khiển quạt hoặc bộ điều chỉnh ánh sáng PWM nguồn điện 220V đơn giản không yêu cầu bộ vi điều khiển hoặc trình điều khiển triac tốn kém cho các hoạt động dự định.

Cắt pha điện dung

Tất cả các bộ điều chỉnh và điều chỉnh độ sáng của quạt loại Thông thường dựa trên công nghệ ngắt pha điện dung đều có một nhược điểm chung, chúng tạo ra nhiều tiếng ồn RF và yêu cầu cuộn cảm cồng kềnh để điều khiển chúng một phần.

Hơn nữa, việc chuyển mạch hoặc ngắt pha được thực hiện bằng công nghệ diac tụ điện thông thường thiếu độ chính xác và sắc nét.

Mạch điều chỉnh quạt điều khiển PWM không có biến áp chính được đề xuất do tôi thiết kế không có tất cả các vấn đề có thể xảy ra như vậy thường đi kèm với quạt truyền thống hoặc bộ điều chỉnh ánh sáng vì nó sử dụng mạch dựa trên vi mạch CMOS tiên tiến và giai đoạn phát hiện điểm giao nhau chính xác.

Không có MCU nào được sử dụng

Điều tốt nhất về mạch này là nó không yêu cầu vi điều khiển và lập trình, và trình điều khiển triac cũng đã được loại bỏ làm cho mạch cực kỳ dễ xây dựng ngay cả đối với những người mới chơi.

Hãy cùng tìm hiểu cấu hình chi tiết, khá đơn giản:

Đề cập đến mạch, IC1 là chip hẹn giờ 4060 được cấu hình để tạo ra xung dương bị trễ cho triac mỗi khi pha vượt qua vạch 0 của góc pha của nó.

Toàn bộ mạch được cấp nguồn từ nguồn điện dung thông thường sử dụng C1, D5, Z1 và C3.

IC1 được cấu hình ở dạng tiêu chuẩn của nó để tạo công tắc trễ BẬT hoặc mức cao mỗi khi chân 12 của nó thực hiện hành động đặt lại.

Zero Crossing Switching cho Triac

Tác động làm mờ hoặc hành động điều khiển pha được thực hiện bằng cách làm cho triac tiến hành sau một khoảng thời gian trễ định trước mỗi khi phát hiện ra điểm giao cắt 0.

Nếu độ trễ này ngắn, điều đó có nghĩa là triac có cơ hội dẫn trong một khoảng thời gian lớn hơn cho các góc pha, làm cho quạt được kết nối quay nhanh hơn hoặc đèn chiếu sáng hơn.

Khi độ trễ này tăng lên, triac buộc phải dẫn trong khoảng thời gian ngắn hơn tương ứng trên các góc pha tạo ra mức giảm tương ứng so với tốc độ hoặc độ sáng của quạt được kết nối hoặc ánh sáng tương ứng.

Hoạt động vượt qua số không được thực thi đơn giản bằng cách sử dụng một bộ ghép quang thông thường, như có thể được chứng kiến ​​trong sơ đồ đã cho.

Cầu D1 --- D4 biến đổi góc pha xoay chiều thành các xung dương 100 Hz tương đương.

LEd và bóng bán dẫn bên trong bộ ghép quang phản ứng với các xung tích cực 100Hz này và chỉ ở trạng thái BẬT trong khoảng thời gian các xung này cao hơn 0,8V trên điểm 0 và TẮT ngay lập tức khi các xung đạt đến điểm giao nhau bằng không.

Trong khi bóng bán dẫn opto đang ở giai đoạn dẫn, chân 12 của IC được giữ ở mức đất cho phép trì hoãn hoặc xung khởi động lại định trước cho cổng triac.

Tuy nhiên, ở mức giao nhau 0, opto sẽ TẮT, đặt lại chân 12 của IC sao cho chân 3 của IC khởi động lại một thời gian mới hoặc một độ trễ mới để triac đáp ứng với góc pha cụ thể đó.

Điều khiển pha PWM

Chiều dài hoặc độ rộng xung của xung trễ này có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh phù hợp VR1, nút này cũng trở thành núm điều khiển tốc độ cho mạch điều chỉnh quạt điều khiển PWM đã thảo luận.

VR1 và C2 phải được chọn sao cho độ trễ tối đa do chúng tạo ra không được vượt quá thời gian 1/100 = 0,01 giây để đảm bảo hiệu chuẩn tuyến tính tăng dần từ 0 đến đầy đủ trên núm điều khiển đã cho.

Ở trên có thể được thực hiện bởi một số lỗi thử nghiệm hoặc bằng cách sử dụng công thức tiêu chuẩn cho IC 4060.

Đối với những điều trên, bạn cũng có thể thử nghiệm các đầu ra khác của IC.

Sơ đồ mạch

Danh sách các bộ phận

R1, R5 = 1M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = XEM VĂN BẢN
OPTO = 4N35 HOẶC BẤT KỲ TIÊU CHUẨN NÀO
C1 = 0,22uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Mô phỏng dạng sóng

Hình ảnh dạng sóng trễ bên dưới cho thấy pha của quạt có thể bị trễ như thế nào tại mỗi lần giao nhau 0, đối với các cài đặt khác nhau của VR1 và C2.

Bộ điều chỉnh quạt PWM thông minh sử dụng IC 555

Hầu hết tất cả các mạch điều chỉnh ánh sáng / quạt đều sử dụng bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon (triac hoặc SCR).

Các thiết bị này được đóng cắt với một góc pha xác định trước, sau đó nó vẫn ở chế độ dẫn cho đến khi chu kỳ nguồn AC giao cắt bằng không sau đó.

Quá trình này trông có vẻ dễ dàng, tuy nhiên đồng thời nó gây ra những khó khăn khi kiểm soát các tải nhỏ hơn hoặc quy nạp trong tự nhiên gây ra hiện tượng trễ và chập chờn.

Lý do của những vấn đề này phụ thuộc vào sự thật là do công suất tải nhỏ hơn, dòng điện được cung cấp cho các thiết bị không đủ để duy trì sự dẫn truyền của chúng.

Do đó một vùng của đặc tính điều khiển không được thực hiện triệt để. Kết quả càng xấu đi đối với tải có tính cảm ứng.

Cách hoạt động của mạch

Mạch điều chỉnh AC 220V PWM được đề xuất sử dụng IC 555 cung cấp cho bạn một giải pháp đơn giản bằng cách cung cấp cho triac một dòng điện cổng không đổi, để đảm bảo rằng các tải danh định là 1 watt cũng được điều khiển trơn tru.

Để có mạch nhỏ gọn và đơn giản nhất có thể, chúng tôi sử dụng IC hẹn giờ 555 phổ biến.

Đầu ra của IC 555, thường có thể được kích hoạt ở mức cao, được kích hoạt ở mức thấp thông qua đầu vào điện thế âm.

Nguồn cung cấp âm này được tạo sẵn từ giai đoạn bao gồm C1-R3, bộ chỉnh lưu D1 -D2, cùng với phần ổn định D3-C2. BJT T1 đến T3 cung cấp một xung khởi tạo trên chân đầu vào kích hoạt # 2 của 555 cho mỗi giao cắt 0 của đầu vào nguồn AC.

Trong khoảng thời gian PWM, theo quyết định của việc điều chỉnh P1 và P2, đầu ra của IC 555 thường ở mức cao và do đó chúng tôi thực tế có sự chênh lệch điện áp bằng không trên các chân 3 và chân 8, tức là triac vẫn bị ngắt.

Ngay sau khi khoảng thời gian cài đặt trôi qua, chân 3 trở nên thấp và triac được kích hoạt.

Trong phần còn lại của nửa chu kỳ AC, dòng điện cổng tiếp tục chạy, điều này cho phép triac tiếp tục dẫn điện.

Điểm thấp nhất, giả sử, một bóng đèn không chỉ cần chiếu sáng, được xác định bằng cách điều chỉnh cẩn thận chậu P1. Bộ lọc R7 C5 L1 cung cấp khả năng tách cần thiết cho triac.

Điểm cuối cùng, hãy nhớ rằng công suất tối đa tuyệt đối có thể được điều chỉnh bởi công tắc điều chỉnh thông minh dựa trên IC 555 này không được vượt quá 600 watt.