Управление при пересечении нуля (Zero Crossing) в электрических цепях
Zero-crossing control
Управление переходом через ноль: принцип работы TRIAC и симисторов. Снижает помехи и скачки напряжения при включении, обеспечивая плавное управление нагрузкой.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Контроль нулевого перехода (или импульсный режим управления) – это подход к электрическим схемам управления, который запускает работу с напряжением нагрузки переменного тока, близким к 0 вольт в цикле переменного тока. Это применимо к твердотельным реле, таким как TRIAC и кремниевые выпрямители. Цель схемы – запустить TRIAC в работу очень близко к моменту, когда напряжение нагрузки пересекает ноль (в начале или середине каждого цикла переменного тока, представленного синусоидой), чтобы выходное напряжение начиналось как полный полуцикл синусоиды. Иными словами, если управляющий входной сигнал подается в любую точку выходной волны переменного тока, кроме очень близкой к нулевой точке напряжения этой волны, выход переключающего устройства будет "ждать" включения, пока выходная волна переменного тока не достигнет следующей нулевой точки. Это полезно, когда внезапное включение в середине полуцикла синусоиды может вызвать нежелательные эффекты, такие как высокочастотные импульсы, к которым схема или окружающая среда не готовы. Точка, в которой напряжение сети переменного тока равно нулю, называется точкой нулевого перехода. При подключении TRIAC в простейшей форме, он может обрезать начало кривой напряжения из-за минимального напряжения управления TRIAC. Цепь контроля нулевого перехода предназначена для исправления этой проблемы, чтобы TRIAC работал максимально эффективно. Обычно это делается с использованием тиристоров в двух из трех фаз. Многие опто-TRIAC поставляются со встроенными цепями контроля нулевого перехода. Они часто используются для управления более мощными TRIAC. В такой конфигурации задержки включения TRIAC суммируются, поэтому важно быстрое время включения. Соответствующие схемы управления фазовым углом более сложны и дороже, чем схемы контроля нулевого перехода.
Zero crossing control (or burst fire control) is an approach for electrical control circuits that starts operation with the AC load voltage at close to 0 volts in the AC cycle. This is in relation to solid state relays, such as TRIACs and silicon controlled rectifiers. The purpose of the circuit is to start the TRIAC conducting very near the time point when the load voltage is crossing zero (at the beginning or the middle of each AC cycle represented by a sine wave), so that the output voltage begins as a complete sine wave half cycle. In other words, if the controlling input signal is applied at any point during the AC output wave other than very close to the zero voltage point of that wave, the output of the switching device will "wait" to switch on until the output AC wave reaches its next zero point. This is useful when sudden turn on in the middle of a sine wave half cycle could cause undesirable effects like high frequency spikes, for which the circuit or the environment is not expected to handle gracefully. The point where the AC line voltage is zero is the zero cross point. When a TRIAC is connected in its simplest form, it can clip the beginning of the voltage curve, due to the minimum gate voltage of the triac. A zero cross circuit works to correct this problem, so that the TRIAC functions as well as possible. This is typically done with thyristors in two of the three phases. Many opto TRIACs come with zero cross circuits built in. They are often used to control larger, power TRIACs. In this setup TRIAC turn on delays compound, so quick turn on times are important. The corresponding phase angle circuits are more sophisticated and more expensive than zero cross circuits.