Не фазовый регулятор мощности 220 в.о

fid
Offline
Зарегистрирован: 20.12.2014

Доброе время суток!

После прочтения ветки фазовый регулятор возник вопрос - а, нельзя ли регулироваать мощность по другому? 

Если сетевую напряжение пропустить через диодный мост ->резистор-> оптрон и подключить на вывод внешнего прерыв. микроконтроллера и считать количество импульсов. Допустим нам нужен 40% мощности нагревательного элемента. Открываем симистор через оптосимистор МОС с детектором нуля, отсчитали 40 импульсов-закрыли. Отсчитали 60 импульсов -открыли. Вроде бы все пучком, регулировка от 0 до 100% с шагом 1%, помехов нет. Помоему это лутше чем фазовое регулировка мощности.

Это сложно технически реализовать (и)или имеет подводные камни о которых я незнаю?

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

fid, эта тема обсуждалась на форуме многократно и со всех сторон. "Бесшумный"="целочисленный"="медленный" =... ШИМ самое щадящее нагрузку и окружающих средство управления средней мощностью в нагрузке на переменном токе. Исполнительное устройство - твердотельное реле (SSR) с нуль детектором (zero crossing) и опторазвязкой по входу. Таких тоже масса на любой вкус. Способ формирования ШИМ - какой больше нравится. Реализуется все весьма просто. "Подводные камни" могут быть с индуктивной нагрузкой и наличием мощных импульсных помех в питающей сети от других источников.

На форуме масса информации по данному вопросу.

fid
Offline
Зарегистрирован: 20.12.2014

Duino A.R. пишет:

fid, эта тема обсуждалась на форуме многократно и со всех сторон. "Бесшумный"="целочисленный"="медленный" =... ШИМ самое щадящее нагрузку и окружающих средство управления средней мощностью в нагрузке на переменном токе. Исполнительное устройство - твердотельное реле (SSR) с нуль детектором (zero crossing) и опторазвязкой по входу. Таких тоже масса на любой вкус. Способ формирования ШИМ - какой больше нравится. Реализуется все весьма просто. "Подводные камни" могут быть с индуктивной нагрузкой и наличием мощных импульсных помех в питающей сети от других источников.

На форуме масса информации по данному вопросу.

А как правильно называется этот метод. Хочу сделать в строительный фен приделать регулировку температуру 

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

fid пишет:

А как правильно называется этот метод. Хочу сделать в строительный фен приделать регулировку температуру 


Я встречал все указанные названия применительно к данному методу. Какое из них (или какое еще) "правильное" (гостированное?) - понятия не имею. Импульсы, кстати, не обязательно считать по-штучно. Твердотелка с нуль-детектором сама поместит в период включения целое количество полупериодов, а не совсем одинаковое их количество при одинаковой длительности управляющего импульса на практике сказывается совершенно незначительно.
Ищете интересующие Вас материалы по сочетанию ШИМ SSR zero crossing. Обязательно найдете что-нибудь, подходящее именно Вам. Ваша задача вполне решаема.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Можно сделать без всяких zero crossing,  обычный ШИМ на мосфетах. По моему самый лучший вариант. Примерно вот так:

 

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

dimax пишет:

Можно сделать без всяких zero crossing,  обычный ШИМ на мосфетах. По моему самый лучший вариант.

Я встречал строительные фены мощностью от 600 Вт до 2000 Вт. Для варианта наибольшей мощности ток будет около 10 А, а в пике полуволны питающего напряжения все 15 А. Ключи на полевых транзисторах дадут крутой фронт импульса тока на нагрузке при высоком напряжении. Учитывая частоту ШИМ Ардуино порядка 500 Гц, такая ситуация будет на каждом полупериоде. На мой взгляд, на тепловой нагрузке такая скоростная манипуляция преимущест не даст, а ощутимые помехи создать может.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Duino A.R., да помехи конечно будут. Нужно дополнить стандартным LC фильтром 2 катушки и 2 конденсатора. Зато такой регулятор совместим почти со всеми типами нагрузки, высокий КПД. 

Конечно, по-хорошему, каждой нагрузке -свой регулятор. Для тех-же малоинерционных мощных тенов и аналогичных малоинерционных нагрузок ни ШИМы, ни ФИМы не нужны, самый высокий КПД, и самые лучшие массо-габаритные показатели у обычного электромагнитного реле, не спроста в стиралках,  мультиварках ставят именно реле, а не SSR. Для паяльника и нагрузок средней инерции лучше вырезать синусы через SSR, для лампочек и электродвигателей лучше ШИМ )

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

dimax пишет:

Конечно, по-хорошему, каждой нагрузке -свой регулятор.


Безусловно. Причем понятие "хорошего" в каждом случае может быть совершенно свое. Кто-то будет помехи уменьшать, кто КПД поднимать, кто за "полюаня" в серии бороться, а кому-то важно собрать устройство из того, что есть в тумбочке. :))

fid
Offline
Зарегистрирован: 20.12.2014

В родной плате фена стоит BTA-16. Пока заказал оптроны и оптосимисты. Термометр с термопарой до 800 гр уже есть. Предполагаю так будет минимум помех для ардуино. Моторчик вентилятора думаю управлять ШИМом ,тоже с орторазвязкой. 

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

Когда я впервые читал о таком методе в журнале радио, в статье о малошумящем управлении паяльником, там этот метод называли "числоимпульсный" и считали количество полуволн ( включено столько-то из ста).

Например

Я активно применяю метод для управления тэнами, при каскадном регулировании. То есть 3 тэна просто вкл/выкл, а последний-4й числоимпульсным методом. И все через свои SSD с определением нуля.

ЗЫ. И ардуина для фэна совсем необязательна.

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

регулирование действительное можно делать по разному, однако не любой способ подходит к любой нагрузке. Выше об этом уже сказано, но я бы выделил это особенно. Все в применении к нагрузке переменного тока

релейный: + самый простой способ регулировани - применим только для нагрузок высокой инертности. когда мы регулируем мощность включая и выключая нагрузку. Такой способ применим (и применяется широков благодаря своей простоте и дешевизне) для нагрузок с высокой инерцией. Например электро-конвекторы применяемые для нагрева помещений. Для качественного регулирования такого способа придумали PID алгоритм, который наиболее точно подбирает моменты включения и выключения. В релейном варианте в схеме нам подойдет электромагнитное реле или SSR с датчиком нуля

фазовый релейный: + минимум помех в сети - применим только для нагрузок высокой инертности. способ строится в привязке к фазе сети, снижение мощности делается путем пропуска нужного числа полупериодов. В схеме применимы SSR с датчиком нуля или без

ФИМ (фазово импульсная модуляция): + применим для многих нагрузок + работает с делевыми симисторными ключами - требует специальных мер для борьбы с помехами особенно для индуктивных нагрузок. По логике поход на ШИМ - регулировака осуществляется благодаря управлению временем включения и временем простоя, но делается все в привязке к фазе сети что связано с особенностью роботы симисторов. Симистор будучи открытым закроется только при нулевом токе, поэтому управление строится так, чтобы симистор открывался не в начале полупериодна, а в нужный момент, например для 50% мощности симистор должен включиться на пике синусоиды. В качестве ключа применяются симисторы или симисторные SSR без датчика нуля

ШИМ (широтно импульсная модуляция): + более простая логика работы без привязки к фазе сети - для работы требует ключи на более дорогих высоковольтных транзисторах и так же требует специальные меры по борьбе с помехами. Логика регулирования такая же - управление временем включения и отключения. Частота ШИМ должна быть в несколько раз выше чем частота сети, иначе будут наблюдаться скачки и провалы мощности.

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

dimax пишет:

Можно сделать без всяких zero crossing,  обычный ШИМ на мосфетах. По моему самый лучший вариант. Примерно вот так:

 

на практике не такой уж и "лучший". Схема получается сложнее (источник питания 12в чего только стоит), нужны дооргие высоковольтные мосфеты. А плюс лишь в упрощении логики управления. Что это значит?) Лишь то, что разработчику надо меньше думать. Т.е. усложняем и удорожаем решение лишь потому, что меньше думать?)

я для себя сделал маленький модуль на tiny13, он преобразовывает обычный для ардуины ШИМ в ФИМ. Как раз недавно установил регулятор тепла на этом модуле.

soznik
Offline
Зарегистрирован: 20.09.2015

Доброго времени 

Кто автор предложенной схемы. Подскажите как управляются полевые тразисторы.

Где второй провод между парами тразисторов.

Electrobit
Offline
Зарегистрирован: 19.09.2021

Второй провод должен идти от минуса блока питания на истоки полевых транзисторов.

Sonologist
Sonologist аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.06.2018

Друзья, а можно выложить представленную двухмосфетную схему с номиналами и марками полупроводников? Заранее благодарен!

Electrobit
Offline
Зарегистрирован: 19.09.2021

У меня есть подозрение, что никто эту схему так и не сделал. Ардуины нынче стали слишком уж дороги.

Sonologist
Sonologist аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.06.2018

ЛЮЮЮДИ!!!, ну выложите представленную выше двухмосфетную схему с номиналами и марками полупроводников? ПОЖАЛУЙСТА!!!! Страсть, как хоцца поиграться с ней! Заранее благодарен!