Sirkuit Pengatur Kipas Terkendali PWM

Pada artikel ini kita melihat kipas sederhana yang dikontrol PWM listrik 220V atau rangkaian pengatur cahaya yang tidak memerlukan mikrokontroler atau driver triac yang mahal untuk operasi yang dimaksudkan.

Pemotongan Fase Kapasitif

Semua jenis biasa pengatur kipas dan dimmer yang mengandalkan teknologi pencacahan fase kapasitif memiliki satu kelemahan yang sama, ini menghasilkan banyak kebisingan RF dan membutuhkan induktor besar untuk mengendalikannya sebagian.

Selanjutnya, peralihan atau pemotongan fasa yang dilakukan dengan menggunakan teknologi kapasitor diac biasa kurang akurat dan tajam.

Rangkaian regulator kipas terkontrol PWM tanpa transformator listrik yang diusulkan yang dirancang oleh saya bebas dari semua kemungkinan masalah yang biasanya disertai dengan kipas tradisional atau dimmer cahaya karena menggunakan sirkuit berbasis IC CMOS canggih dan tahap detektor persimpangan nol yang akurat.

Tidak Ada MCU yang Digunakan

Hal terbaik tentang sirkuit ini adalah tidak memerlukan mikrokontroler dan pemrograman, dan juga driver triac telah dihilangkan sehingga sirkuit ini sangat mudah dibangun bahkan untuk penghobi baru.

Mari pelajari konfigurasi secara mendetail, yang agak terlalu mudah:

Mengacu pada rangkaian, IC1 yang merupakan chip timer 4060 dikonfigurasi untuk menghasilkan pulsa positif tertunda untuk triac setiap kali fase melintasi garis nol sudut fase.

Seluruh sirkuit ditenagai dari catu daya kapasitif biasa menggunakan C1, D5, Z1 dan C3.

IC1 dikonfigurasi dalam bentuk standarnya untuk menghasilkan sakelar ON yang tertunda atau tinggi setiap kali pin12 melalui tindakan reset.

Zero Crossing Switching untuk Triac

Tindakan peredupan atau tindakan kontrol fase dicapai dengan membuat triac berjalan setelah penundaan yang telah ditentukan setiap kali persimpangan nol terdeteksi.

Jika penundaan ini singkat, itu berarti triac mendapat kesempatan untuk berjalan lebih lama untuk sudut fase yang lebih banyak, menyebabkan kipas yang terhubung berputar lebih cepat atau cahaya bersinar lebih terang.

Saat penundaan ini ditingkatkan, triac dipaksa untuk berjalan secara proporsional lebih pendek di seluruh sudut fase menghasilkan jumlah pengurangan yang proporsional atas kecepatan atau kecerahan kipas yang terhubung atau cahaya masing-masing.

Operasi zero crossing hanya ditegakkan dengan menggunakan opto coupler biasa, seperti yang dapat disaksikan dalam diagram yang diberikan.

Jembatan D1 --- D4 mengubah sudut fase bolak-balik menjadi pulsa positif 100 Hz yang setara.

LEd dan transistor di dalam opto coupler merespons pulsa 100Hz positif ini dan tetap ON hanya selama pulsa 0.8V di atas tanda nol dan langsung OFF saat pulsa mencapai titik persimpangan nol.

Sementara transistor opto dalam fase konduksi, IC pin12 ditahan di permukaan tanah memungkinkan penundaan atau pulsa mulai negatif yang telah ditentukan untuk gerbang triac.

Namun pada tingkat persimpangan nol opto beralih ke OFF, mengatur ulang pin12 dari IC sedemikian rupa sehingga IC pin3 memulai ulang penundaan baru atau penundaan baru untuk triac untuk merespons untuk sudut fasa tertentu.

Kontrol Fase PWM

Panjang atau lebar pulsa dari pulsa tunda ini dapat divariasikan dengan menyesuaikan VR1 yang juga menjadi kenop kontrol kecepatan untuk rangkaian regulator kipas terkontrol PWM yang dibahas.

VR1 dan C2 harus dipilih sedemikian rupa sehingga penundaan maksimum yang dihasilkan oleh ini tidak boleh melebihi waktu 1/100 = 0,01 detik untuk memastikan peningkatan linier 0 ke kalibrasi penuh pada kenop kontrol yang diberikan.

Di atas dapat diimplementasikan dengan beberapa trial error atau dengan menggunakan rumus standar untuk IC 4060.

Untuk hal di atas, Anda juga dapat bereksperimen dengan output lain dari IC.

Diagram Sirkuit

Daftar Bagian

R1, R5 = 1M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = LIHAT TEKS
OPTO = 4N35 ATAU STANDAR APA PUN
C1 = 0,22uF / 400v
C3 = 100uF / 25V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Simulasi Bentuk Gelombang

Gambar bentuk gelombang penundaan di bawah ini menunjukkan bagaimana fase untuk kipas dapat tertunda pada setiap persimpangan nol, untuk berbagai pengaturan VR1 dan C2.

Smart PWM Fan Regulator Menggunakan IC 555

Hampir semua rangkaian pengatur cahaya / kipas menggunakan penyearah yang dikontrol silikon (triac atau SCR).

Perangkat ini diaktifkan dengan sudut fase yang telah ditentukan yang selanjutnya tetap dalam mode konduksi hingga persimpangan nol berikutnya dari siklus AC utama.

Proses ini terlihat mudah, namun secara bersamaan hal itu menimbulkan kesulitan saat mengontrol beban yang lebih kecil atau yang sedang bersifat induktif menyebabkan histeresis dan kedipan.

Alasan masalah ini bergantung pada kebenaran bahwa karena watt beban yang lebih kecil, arus yang dikirim ke perangkat tidak memadai untuk mempertahankan konduksi mereka.

Oleh karena itu, suatu wilayah dengan karakteristik pengendalian tidak dilaksanakan secara menyeluruh. Hasilnya semakin memburuk untuk beban yang bersifat induktif.

Bagaimana Sirkuit Bekerja

Rangkaian regulator PWM AC 220V yang diusulkan menggunakan IC 555 memberikan solusi sederhana dengan menyuplai triac dengan arus gerbang konstan, untuk memastikan bahwa beban nominal 1 watt juga terkontrol dengan lancar.

Untuk memiliki rangkaian sekompak dan sesederhana mungkin, kami menggunakan IC timer 555 yang populer.

Output dari IC 555, yang biasanya dapat dipicu tinggi, diaktifkan rendah melalui input potensial negatif.

Suplai negatif ini tersedia dari tahap yang terdiri dari C1-R3, penyearah D1 -D2, bersama dengan bagian stabilizer D3-C2. BJT T1 ke T3 mengirimkan pulsa inisialisasi pada pin input pemicu # 2 dari 555 untuk masing-masing persimpangan nol dari input AC utama.

Selama periode PWM, seperti yang ditentukan oleh penyesuaian P1 dan P2, output dari IC 555 biasanya tinggi, dan oleh karena itu, kami praktis memiliki perbedaan tegangan nol pada pin 3 dan pin 8, yaitu triac tetap dimatikan.

Segera setelah interval yang disetel berlalu, pin 3 menjadi rendah dan triac diaktifkan.

Selama sisa dari setengah siklus AC, arus gerbang terus berjalan, yang memungkinkan triac terus berjalan.

Titik terendah di mana, katakanlah, bola lampu tidak hanya perlu menyala, ditentukan dengan menyesuaikan pot P1 dengan hati-hati. Filter R7 C5 L1 memasok decoupling yang diperlukan untuk triac.

Sebagai poin terakhir, ingatlah bahwa daya maksimum absolut yang dapat diatur oleh sakelar regulator pintar berbasis IC 555 ini tidak boleh melebihi 600 watt.