Ang paggawa ng isang zero crossing detector circuit ay talagang napakadali at maaari itong mabisa na mailapat para sa pagprotekta sa mga sensitibong elektronikong kagamitan laban sa mains switch ON surges.
Ang isang zero crossing detector circuit ay pangunahing ginagamit para sa pagprotekta ng mga elektronikong aparato mula sa switch ON na mga pag-ilog sa pamamagitan ng pagtiyak na sa panahon ng switch ng kuryente SA mains phase palaging 'pumapasok' sa circuit sa unang zero crossing point nito.
Kakaibang, maliban sa 'wikipedia' walang ibang nangungunang online site na natugunan ang mahalagang aplikasyon ng isang konsepto ng zero crossing detector, inaasahan kong i-update nila ang kanilang mga artikulo pagkatapos mabasa ang post na ito.
Ano ang isang zero crossing detector?
Alam nating lahat na ang aming mains AC phase ay binubuo ng mga alternating sinusoidal voltage phase tulad ng ipinakita sa ibaba:
Sa alternating AC na ito, makikita ang kasalukuyang alternating alternate sa gitnang zero line at sa tuktok na positibo at ilalim na mga negatibong antas ng rurok, sa pamamagitan ng isang partikular na anggulo ng phase.
Ang anggulo ng yugto na ito ay maaaring makita na tumataas at bumababang exponentially, nangangahulugang ginagawa ito sa isang unti-unting pagtaas at unti-unting pagbagsak na pamamaraan.
Ang alternating cycle sa isang AC ay nangyayari 50 beses bawat segundo para sa 220V mains at 60 beses bawat segundo para sa 120V input ng mains na itinakda ng karaniwang mga patakaran. Ang tugon na 50 cycle na ito ay tinatawag na 50 Hz dalas at ang 60 Hz ay tinatawag na 60 Hz dalas para sa mga outlet ng mains na ito sa aming mga tahanan.
Tuwing lumilipat kami SA isang appliance o isang elektronikong aparato sa mains, napapailalim ito sa isang biglaang pagpasok ng AC phase, at kung ang puntong ito ng pagpasok ay nasa tuktok ng anggulo ng phase ay maaaring magpahiwatig ng maximum na kasalukuyang napipilitan sa aparato sa switch ON point.
Bagaman, ang karamihan sa mga aparato ay magiging handa para dito at maaaring nilagyan ng mga yugto ng proteksyon gamit ang resistors, o NTC o MOV, hindi kailanman inirerekumenda na isailalim ang mga ito sa mga biglaang hindi mahuhulaan na sitwasyon.
Upang matugunan ang gayong isyu, ginagamit ang isang yugto ng pag-detektor ng zero na tumatawid na tinitiyak na sa tuwing ang isang gadget ay nakabukas ON na may kapangyarihan ng mains, ang zero crossing circuit ay naghihintay hanggang sa maabot ng ikot ng AC phase ang zero line, at sa puntong ito lumilipat ITO sa mains lakas sa gadget.
Paano Magdisenyo ng isang Zero Crossing Detector
Ang pagdidisenyo ng isang zero crossing detector ay hindi mahirap. Maaari naming gawin ito gamit ang isang opamp, tulad ng ipinakita sa ibaba, subalit gumagamit ng isang opamp para sa isang simpleng konsepto dahil mukhang ito ay labis na labis, kaya tatalakayin din namin kung paano ipatupad ang pareho gamit ang isang ordinaryong disenyo batay sa transistor:
Opamp zero crossing detector circuit
Tandaan: Ang Input AC ay dapat na mula sa isang Bridge Rectifier
Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng simpleng 741 opamp batay zero crossing detector circuit na maaaring magamit para sa lahat ng mga aplikasyon na nangangailangan ng isang pagpapataw batay sa pagpapataw.
Tulad ng makikita, ang Ang 741 ay naka-configure bilang isang kumpara , kung saan ang non-inverting pin na ito ay konektado sa lupa sa pamamagitan ng isang 1N4148 diode, na nagiging sanhi ng isang potensyal na drop na 0.6V sa input pin na ito.
Ang iba pang input pin # 2 na kung saan ay ang inverting pin ng ther iC ay ginagamit para sa pagtuklas ng zero na tawiran, at inilalapat sa ginustong AC signal.
Tulad ng alam natin na hangga't ang potensyal na pin # 3 ay mas mababa kaysa sa pin # 2, ang potensyal na output sa pin # 6 ay magiging 0V, at sa lalong madaling mapunta ang pin # 3 boltahe sa itaas ng pin # 2, ang output boltahe ay mabilis na lumipat sa 12V (antas ng supply).
Samakatuwid sa loob ng naka-input na signal ng AC signal sa mga panahon kung kailan ang boltahe ng phase ay nasa itaas ng zero line, o hindi bababa sa itaas ng 0.6V sa zero line, ang opamp output ay nagpapakita ng isang zero potensyal .... ngunit sa mga panahon kung kailan ang Ang yugto ay papasok o tatawid sa zero line, ang pin # 2 ay nakakaranas ng isang potensyal sa ibaba 0.6V na sanggunian na itinakda para sa pin # 3, na nagiging sanhi ng agarang pagbaligtad ng output sa 12V.
Sa gayon ang output sa mga puntong ito ay nagiging 12v mataas na antas, at ang pagkakasunud-sunod na ito ay nagpapatuloy sa pag-trigger sa tuwing tumatawid ang yugto sa zero line ng phase cycle nito.
Ang mga nagresultang form ng alon ay makikita sa output ng IC na malinaw na nagpapahayag at nagkukumpirma sa zero na pagtuklas ng pagtuklas ng IC.
Paggamit ng isang opto-coupler BJT circuit
Kahit na ang tinalakay sa itaas na opamp zero crossing detector ay napakahusay, ang pareho ay maaaring ipatupad gamit ang isang ordinaryong opto coupler BJT na may makatuwirang mahusay na kawastuhan.
Tandaan: Ang Input AC ay dapat na mula sa isang Bridge Rectifier
Sumangguni sa imahe sa itaas, ang BJT sa anyo ng isang phototransistor na nauugnay sa loob ng isang opto coupler ay maaaring mabisang isinaayos bilang isang pinakasimpleng circuit ng detector ng tawiran .
Ang mga mains AC ay pinakain sa LED ng opamp sa pamamagitan ng isang resistor na mataas ang halaga. Sa mga yugto ng yugto nito hangga't ang boltahe ng mains ay nasa itaas ng 2V, ang phototransistor ay mananatili sa mode na pagsasagawa at ang tugon sa output ay gaganapin malapit sa zero volts, subalit sa mga oras na maabot ang yugto sa zero na linya ng paglalakbay nito, ang LED sa loob ng Ang opto ay nakasara na naging sanhi ng pagsara din ng transistor, ang tugon na ito ay agad na sanhi ng isang mataas na lohika na lumitaw sa ipinahiwatig na output point ng pagsasaayos.
Praktikal na circuit ng Application na gumagamit ng zero crossing detection
Ang isang praktikal na halimbawa ng circuit na gumagamit ng isang zero na pagtuklas ng pagtuklas ay maaaring masaksihan sa ibaba, narito ang triac ay hindi kailanman pinapayagan na ilipat sa anumang iba pang mga phase point maliban sa zero crossing point, tuwing ang kapangyarihan ay nakabukas SA.
Tinitiyak nito na ang circuit ay palaging itinatago mula sa switch ON kasalukuyang paggulong, at mula sa mga nauugnay na panganib.
Tandaan: Ang Input AC ay dapat na mula sa isang Bridge Rectifier
Sa konsepto sa itaas, ang isang triac ay pinaputok sa pamamagitan ng isang maliit na signal SCR na kinokontrol ng isang PNP BJT. Ang PNP BJT na ito ay naka-configure upang magpatupad ng isang zero crossing sensing para sa inilaan na ligtas na paglipat ng triac at ng nauugnay na pagkarga.
Anumang oras kapag ang kapangyarihan ay nakabukas SA, ang SCR ay makakakuha ng anode supply nito mula sa umiiral na mapagkukunan ng pag-trigger ng DC, subalit ang boltahe ng gate nito ay nakabukas ON lamang sa sandaling ito kapag ang input ay lumilipat sa pamamagitan ng kanyang unang zero crossing point.
Kapag na-trigger ang SCR sa ligtas na zero tawiran point, pinaputok nito ang triac at ang konektadong pagkarga, at sa kabilang banda ay nai-latched na tinitiyak ang isang patuloy na kasalukuyang gate para sa triac.
Ang ganitong uri ng paglipat sa mga zero point ng tawiran sa tuwing ang kapangyarihan ay nakabukas ON ay tinitiyak ang isang pare-parehong ligtas na switch-ON para sa pag-load na tinanggal ang lahat ng mga posibleng panganib na karaniwang nauugnay sa mains biglaang switch ng kapangyarihan ON.
Pag-aalis ng RF Noise
Ang isa pang mahusay na aplikasyon ng isang zero crossing detector circuit ay para sa inaalis ang ingay sa triac switching circuit . Kunin natin ang halimbawa ng an electronic light dimmer circuit , karaniwang nakikita namin ang mga naturang circuit na nagpapalabas ng maraming ingay ng RF sa himpapawid at din sa mains grid na nagiging sanhi ng hindi kinakailangang pagtapon ng mga harmonika.
Nangyayari ito dahil sa mabilis na intersection ng triac conduction sa positibo / negatibong mga pag-ikot sa pamamagitan ng zero crossing line ... lalo na sa paligid ng zero crossing transition kung saan ang triac ay isinailalim sa isang hindi natukoy na voltage zone na sanhi upang makagawa ng mabilis na kasalukuyang mga transient na sa ang pagliko ay pinapalabas bilang ingay ng RF.
Isang zero crossing detector kung idinagdag sa triac based circuit , tinatanggal ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa triac na sunugin lamang nang ang AC cycle ay tumawid sa zero line na perpekto, na tinitiyak ang isang malinis na paglipat ng triac, tinatanggal ng thererby ang mga RF transients.
Sanggunian:
Nakaraan: Pagkonekta sa MPPT sa Solar Inverter Susunod: Paano Magdagdag ng isang Dimmer Facility sa isang LED Bulb
