Neste artigo, analisamos um simples circuito regulador de luz ou ventilador controlado por PWM de 220V que não requer um microcontrolador ou drivers triac caros para as operações pretendidas.
Corte de Fase Capacitiva
Todos os reguladores e dimmers de ventiladores de tipos comuns que dependem da tecnologia de corte de fase capacitiva têm uma desvantagem em comum, geram muito ruído de RF e exigem indutores volumosos para controlá-los parcialmente.
Além disso, a comutação ou o corte de fase que está sendo feito usando a tecnologia diac de capacitor comum carece de precisão e nitidez.
O circuito regulador de ventilador controlado por PWM sem transformador proposto por mim é livre de todos esses possíveis problemas normalmente acompanhados de ventiladores tradicionais ou dimmers de luz, pois usa um circuito avançado baseado em CMOS IC e um estágio detector de cruzamento de zero preciso.
Nenhum MCU usado
A melhor coisa sobre este circuito é que ele não requer microcontroladores e programação, e também um driver triac foi eliminado tornando o circuito extremamente fácil de construir mesmo para os novos amadores.
Vamos aprender a configuração em detalhes, que é bastante simples:
Referindo-se ao circuito, IC1 que é um chip temporizador 4060 é configurado para produzir um pulso positivo atrasado para o triac cada vez que a fase cruza a linha zero de seu ângulo de fase.
Todo o circuito é alimentado por uma fonte de alimentação capacitiva comum usando C1, D5, Z1 e C3.
O IC1 é configurado em sua forma padrão para gerar uma chave atrasada ON ou alta toda vez que seu pino12 passa por uma ação de reset.
Comutação de cruzamento zero para o Triac
A ação de escurecimento ou a ação de controle de fase é alcançada fazendo o triac conduzir após um atraso predeterminado cada vez que um cruzamento de zero é detectado.
Se esse atraso for curto, significa que o triac tem a oportunidade de conduzir por um período maior de tempo para os ângulos de fase, fazendo com que o ventilador conectado gire mais rápido ou a luz brilhe mais.
À medida que esse atraso é aumentado, o triac é forçado a conduzir por durações proporcionalmente mais curtas através dos ângulos de fase, produzindo uma quantidade proporcional de redução sobre a velocidade ou o brilho do ventilador conectado ou da luz, respectivamente.
A operação de cruzamento zero é simplesmente aplicada usando um acoplador óptico comum, como pode ser visto no diagrama fornecido.
A ponte D1—D4 transforma o ângulo de fase alternada em pulsos positivos equivalentes de 100 Hz.
O LED e o transistor dentro do acoplador óptico respondem a esses pulsos positivos de 100Hz e permanecem ligados apenas enquanto os pulsos estiverem 0,8V acima da marca zero e desligam instantaneamente quando os pulsos atingem o ponto de cruzamento zero.
Enquanto o opto transistor está na fase de condução, o pino IC 12 é mantido no nível do solo, permitindo um atraso ou um pulso de partida negativo predeterminado para a porta triac.
No entanto, nos níveis de cruzamento zero, o opto desliga, redefinindo o pino12 do IC de modo que o pino3 do IC reinicie um novo ou um novo atraso para o triac responder para esse ângulo de fase específico.
Controle de Fase PWM
O comprimento ou a largura de pulso deste pulso de atraso pode ser variado ajustando adequadamente VR1 que também se torna o botão de controle de velocidade para o circuito regulador de ventilador controlado por PWM discutido.
VR1 e C2 devem ser selecionados de modo que o atraso máximo produzido por eles não exceda o tempo de 1/100 = 0,01 segundo para garantir um incremento linear de 0 até a calibração completa no botão de controle fornecido.
O acima pode ser implementado por algum erro de tentativa ou usando a fórmula padrão para IC 4060.
Para o acima, você também pode experimentar as outras saídas do IC.
Diagrama de circuito
Lista de peças
R1, R5 = 1M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = VER TEXTO
OPTO = 4N35 OU QUALQUER PADRÃO
C1 = 0,22uF/400v
C3 = 100uF/25V
D1—D5 = 1N4007
Z1 = 12V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136
Simulação de forma de onda
A imagem de forma de onda de atraso abaixo mostra como a fase do ventilador pode ser atrasada a cada cruzamento de zero, para as várias configurações de VR1 e C2.
Regulador de ventoinha PWM inteligente usando IC 555
Quase todos os circuitos reguladores de luz/ventilador utilizam um retificador controlado por silício (triac ou SCR).
Estes dispositivos são comutados com um ângulo de fase pré-determinado que subsequentemente permanece no modo de condução até o próximo cruzamento zero do ciclo CA da rede.
Este processo parece fácil, mas simultaneamente apresenta dificuldades no controle de cargas menores ou que são de natureza indutiva causando histerese e cintilação.
A razão desses problemas depende do fato de que, devido à menor potência de carga, a corrente fornecida aos dispositivos é inadequada para sustentar sua condução.
Portanto, uma região da característica de controle não é completamente implementada. O resultado se deteriora ainda mais para as cargas que são indutivas.
Como funciona o circuito
O circuito regulador AC 220V PWM proposto usando IC 555 oferece uma solução simples, fornecendo ao triac uma corrente de porta constante, para garantir que cargas nominais de 1 watt também sejam controladas sem problemas.
Para ter o circuito o mais compacto e simples possível, utilizamos o popular temporizador IC 555.
A saída do IC 555, que normalmente pode ser acionada alta, é ativada baixa através de uma entrada de potencial negativo.
Esta alimentação negativa é disponibilizada a partir do estágio que compreende C1-R3, retificador D1-D2, juntamente com a seção do estabilizador D3-C2. Os BJTs T1 a T3 entregam um pulso de inicialização no pino 2 de entrada do gatilho do 555 para cada um dos cruzamentos zero da entrada CA da rede elétrica.
Durante um período de PWM, conforme decidido pelo ajuste de P1 e P2, a saída do IC 555 é geralmente alta, e, portanto, temos praticamente zero diferença de tensão entre os pinos 3 e 8, ou seja, o triac permanece desligado.
Assim que o intervalo definido é decorrido, o pino 3 fica baixo e o triac é ativado.
Para o resto do meio ciclo CA, uma corrente de porta continua funcionando, o que permite que o triac continue conduzindo.
O ponto mais baixo onde, digamos, uma lâmpada não precisa apenas acender, é determinado ajustando cuidadosamente o pote P1. O filtro R7 C5 L1 fornece o desacoplamento necessário para o triac.
Como ponto final, lembre-se de que a potência máxima absoluta que pode ser regida por este interruptor regulador inteligente baseado em IC 555 não deve exceder 600 watts.
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FONTE
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