Bagaimana Mengontrol Daya AC?
Sebagian besar perlengkapan listrik yang digunakan di rumah memerlukan daya AC untuk operasi mereka. Daya AC atau arus AC ini diberikan ke perlengkapan lewat operasi switching dari beberapa sakelar elektronik daya. Untuk kelangsungan beban, perlu untuk mengontrol daya AC yang diberikan padanya. Ini diraih pada gilirannya dengan menertibkan operasi switching dari sakelar elektronik daya, seperti Thyristor atau SCR.Dua Metode untuk Mengontrol Operasi Switching SCR
Metode Kontrol Phase
Ini mengacu pada pengontrolan switching (peralihan) SCR dengan rujukan ke phase sinyal AC. Biasanya SCR dipicu pada 180 derajat dari permulaan sinyal AC. Atau dengan kata lain di persimpangan nol dari gelombang sinyal AC, pulsa pemicu dipraktekkan ke terminal gerbang SCR.Jika menertibkan daya AC ke SCR, penerapan pulsa ini ditangguhkan dengan mengembangkan waktu antara pulsa dan ini disebut kendali dengan penundaan sudut tembak. Namun rangkaian ini menyebabkan harmonika orde tinggi dan menciptakan frekuensi radio RFI dan arus lonjakan berat dan pada tingkat daya yang lebih besar, memerlukan lebih banyak Filter untuk meminimalisir RFI.
Perpindahan Siklus Integral
Kontrol siklus integral yakni sistem lain yang digunakan untuk konversi eksklusif AC ke AC yang dipahami selaku zero switching atau penyeleksian siklus. Pemicu siklus integral berhubungan dengan rangkaian switching arus bolak-balik dan khususnya untuk siklus integral tegangan nol alternating switching.Ketika sakelar tegangan nol digunakan untuk mengalihkan aspek daya rendah (beban induktif) menyerupai motor atau transformator daya, menyebabkan overheating transformator daya pada terusan listrik. Karenanya saturasi arus beban sungguh tinggi dalam arus aliran. Pendekatan lain untuk siklus integral tegangan nol switching melibatkan penggunaan pengaturan yang relatif kompleks dari elemen penyimpanan bi-stabil dan rangkaian logika yang intinya menjumlah jumlah setengah siklus arus beban.
Pergantian siklus integral berisikan pengalihan supply ke beban untuk sejumlah siklus integer dan kemudian mematikan supply untuk sejumlah siklus integral lebih lanjut. Karena nol tegangan dan nol di saat beralih thyristor, harmonik yang dihasilkan akan berkurang. Tidak memungkinkan menggunakan siklus integral switching tegangan halus dan frekuensinya bervariasi.
Pergantian siklus integral dengan pemicu kegagalan thyristor sebagai sistem untuk menetralisir seluruh siklus, siklus, atau bab dari siklus sinyal AC, yakni sistem usang dan tenar untuk menertibkan daya AC, utamanya di seluruh beban penghangat AC.
Namun konsep untuk meraih siklus pengambilan bentuk gelombang tegangan dengan menggunakan mikrokontroler sanggup sungguh sempurna sesuai dengan aktivitas yang ditulis dalam bahasa Assembly/C. Sehingga waktu rata-rata tegangan atau arus yang dialami pada beban secara proporsional lebih kecil ketimbang jika seluruh sinyal dihubungkan ke beban
Salah satu pengaruh samping dari penggunaan denah ini yakni ketidakseimbangan dalam arus input atau bentuk gelombang tegangan alasannya yakni siklus dinyalakan dan dimatikan melintasi beban sehingga mereka cocok untuk beban tertentu dibandingkan dengan sistem pengendalian sudut tembak untuk meminimalkan THD.
Sebelum masuk ke pola untuk masing-masing jenis kontrol, mari kita beri sedikit klarifikasi tentang deteksi zero crossing.
Deteksi Zero Crossing atau Zero Voltage Crossing
Dengan perumpamaan Zero Voltage Crossing yang kami maksud yakni titik pada bentuk gelombang sinyal AC di mana sinyal melintasi rujukan nol dari bentuk gelombang atau dengan kata lain di mana bentuk gelombang sinyal bersentuhan dengan sumbu x.Ini intinya digunakan untuk mengukur frekuensi atau periode dari sinyal periodik. Itu juga sanggup digunakan untuk menciptakan pulsa tersinkronisasi yang sanggup digunakan untuk mengakibatkan terminal gerbang Penyearah Terkendali Silikon sehingga menjadikannya berlangsung pada sudut tembak 180 derajat.
Gelombang sinus intinya memiliki simpul-simpul di mana tegangan melintasi titik nol, membalikkan arah, dan menyelesaikan gelombang sinus.
Dengan mengalihkan beban AC pada titik tegangan nol, kami secara virtual menetralisir tegangan dan kerugian yang ditimbulkan oleh tegangan.
Rangkaian Sensor Zero Cross (ZVS) atau Sensor Zero Voltage (ZVR)
Biasanya Op-amp yang digunakan dalam deteksi zero crossing berfungsi selaku pembanding yang membandingkan sinyal DC berpulsa (diperoleh dengan memperbaiki sinyal AC), dengan tegangan DC rujukan (diperoleh dengan mem-filter sinyal DC ber-pulsa). Sinyal rujukan diberikan ke terminal non inverting sedangkan tegangan pulsa diberikan ke terminal inverting.
Jika tegangan DC yang ber-pulsa lebih rendah dari sinyal referensi, maka sinyal logika tinggi dikembangkan pada output komparator. Kaprikornus untuk setiap titik persimpangan nol dari sinyal AC, pulsa dihasilkan dari output dari Zero Crossing Detector.
Kontrol Siklus Pemindahan (switching) Integral (ISCC):
Untuk menetralisir kerugian dari switching siklus integral dan kendali phase switching Integral Switching Cycle Control (ISCC) digunakan untuk kendali beban pemanasan. Rangkaian ISCC memiliki 3 bagian. Yang pertama berisikan catu daya untuk menggerakkan semua penguat (amplifier) internal dan memberi makan energi gerbang ke perangkat semikonduktor daya.Bagian kedua berisikan deteksi tegangan nol dengan mencicipi peristiwa misal tegangan supply nol dan memamerkan penundaan phase. Pada bab ketiga, dikehendaki tahap penguat yang memperbesar sinyal kendali untuk menawarkan drive yang dikehendaki untuk menggugah sakelar daya.
Rangkaian ISCC berisikan Firing Circuit & Power Amplifier (FCPA) dan catu daya untuk menertibkan beban. FCPA berisikan driver gerbang untuk Thyristor (SCR) dan Triac digunakan selaku perangkat daya dalam konsep yang diusulkan.
Triac dapat mengalirkan arus ke salah satu arah di saat dihidupkan dan sebelumnya disebut triode thyristor dua arah atau triode thyristor bilateral. Triac yakni sakelar yang tenteram untuk rangkaian AC yang memungkinkan kendali fatwa daya besar dengan arus kendali skala miliamp.
Aplikasi Pengalihan Siklus Integral - Kontrol Daya Industri oleh Integral Switching
Metode ini sanggup digunakan untuk menertibkan daya AC, utamanya pada beban linier menyerupai penghangat yang digunakan dalam tungku listrik. Dalam hal ini mikrokontroler memamerkan output menurut interupsi yang diterima selaku rujukan untuk pembangkit pulsa pemicu.Dengan menggunakan pulsa pemicu ini, kita sanggup menggerakkan opto-isolator (optocoupler) untuk mengakibatkan Triac untuk meraih kendali siklus integral sesuai sakelar yang dihubungkan ke mikrokontroler. Di kawasan motor lampu listrik ditawarkan untuk penelitian fungsinya.
Di sini detektor zero crossing digunakan untuk menawarkan pulsa pemicu ke pulsa gerbang thyristor. Penerapan pulsa ini diatur lewat Mikrokontroler dan Optocoupler. Mikrokontroler diprogram untuk menerapkan pulsa ke Optocoupler untuk waktu yang tetap dan kemudian menghentikan penerapan pulsa untuk waktu tertentu yang tetap.
Hal ini menciptakan abolisi lengkap beberapa siklus bentuk gelombang sinyal AC yang dipraktekkan pada beban. Optocoupler yang cocok menggerakkan thyristor berdasarkan input dari mikrokontroler. Dengan demikian daya AC yang diberikan untuk lampu dikontrol.
Aplikasi Switching Terkendali Phase - Kontrol Daya AC yang Dapat Diprogram
Metode ini digunakan untuk mengontrol intensitas lampu dengan menertibkan daya AC ke lampu. Ini dijalankan dengan menangguhkan penerapan pulsa pemicu ke TRIAC atau menggunakan sistem penundaan sudut tembak. Detektor zero crossing memasok pulsa pada setiap zero crossing dari bentuk gelombang AC yang dipraktekkan pada Mikrokontroler.
Awalnya Mikrokontroler memamerkan pulsa ini ke optocoupler yang kesudahannya mengakibatkan thyristor tanpa penundaan dan dengan demikian lampu menyala dengan intensitas penuh. Sekarang dengan menggunakan papan tombol yang dihubungkan ke Mikrokontroler, intensitas yang diperlukan dalam persentase dipraktekkan pada Mikrokontroler dan diprogram untuk menangguhkan penerapan pulsa ke optocoupler. Dengan demikian pemicu thyristor tertunda dan kesudahannya intensitas lampu dikendalikan.
