Neste artigo, tentaremos entender a criação de um circuito controlador de aquecedor simples de 1500 watts a uma taxa de corrente de 25 amp usando um circuito de interruptor dimmer comum baseado em triac
Usando Snubber Avançado menos Triacs
O controle de aquecedores de até 1500 watts requer especificações rigorosas com a unidade de controle para uma implementação segura e eficaz das operações pretendidas. Com o advento de Triacs e Diacs sem snubber avançados, fazer controladores de aquecedor em níveis massivos de watts tornou-se relativamente mais fácil hoje em dia.
Aqui estudamos uma configuração simples, mas totalmente adequada, que pode ser utilizada para fazer um circuito controlador de aquecedor de 1500 watts.
Vamos entender o diagrama de circuito dado com os seguintes pontos:
Como funciona o controlador Triac/Diac AC
A configuração do circuito é bastante padrão, pois a fiação é muito semelhante àquelas que são normalmente empregadas em circuitos de interruptores dimmer de luz comuns.
A configuração padrão de triac e diac pode ser vista para implementar a comutação básica do triac.
O diac é um dispositivo que alterna a corrente entre si somente depois que uma certa diferença de potencial especificada é alcançada através dele.
Os seguintes resistores e capacitores de rede associados ao diac são escolhidos de modo que permitam que o diac dispare apenas enquanto a curva senoidal permanecer abaixo de um certo nível de tensão.
Assim que a curva senoidal cruzar o nível de tensão especificado acima, o diac para de conduzir e o triac é desligado.
Como a carga ou o aquecedor neste caso está conectado em série com o triac, a carga também desliga e liga de acordo com o triac.
A condução acima do triac apenas para uma seção especificada da curva de tensão senoidal de entrada, resulta em uma saída através do triac que tem a CA cortada em seções menores, fazendo com que o RMS geral da resultante caia para um valor menor, dependendo do valores dos resistores e capacitores relevantes ao redor do diac.
O pote que é mostrado na figura é usado para controlar o elemento aquecedor que inicia o procedimento explicado acima. Quanto maior a resistência, mais tempo leva para o capacitor carregar e descarregar, o que por sua vez prolonga o disparo do par diac/triac.
Este prolongamento mantém o triac e a carga desligados por uma seção mais longa da curva senoidal CA, o que resulta em uma tensão média correspondentemente menor para o aquecedor, e a temperatura do aquecedor permanece no lado mais frio.
Por outro lado, quando o potenciômetro é ajustado para produzir uma resistência mais baixa, o capacitor carrega e descarrega a uma taxa mais rápida, tornando o ciclo acima rápido, o que, por sua vez, mantém o período médio de comutação do triac no lado mais alto, resultando em uma tensão média mais alta para o aquecedor. O aquecedor agora gera mais calor devido ao aumento da tensão média desenvolvida através dele através do triac.
Diagrama de circuito
Lista de peças
Resistores 1/4 watt 5% CFR
- 15k = 1
- 330k = 1
- 33k = 1
- 270 ohms = 1
- 100 Ohms = 1
- Potenciômetro 470k linear ou 220k linear
Capacitores
- 0,1uF/250V = 2
- 0,1uF/630V = 2
Semicondutores
- DB-3 = 1
- Triac = BTA41/600
Indutor 40uH 30 amp (opcional)
Controlando através do Arduino Pwm
O controle simples do interruptor dimmer de 220V acima também pode ser implementado de forma eficaz usando uma alimentação externa Arduino PWM através do método simples mostrado abaixo:
Controlador de aquecedor avançado com eliminação de Snubber e RFI
Assim que a tensão em torno de C2 aumenta em aproximadamente 30 volts (durante qualquer ciclo de fase), o Diac (D1) rompe e produz um pulso de disparo para a porta do Triac (TR1). Isso leva à ativação do Triac e aplica toda a tensão da linha CA à carga conectada ao SO1. Ajustar o potenciômetro R2 varia a fase (temporização) dos pulsos de disparo aplicados ao Triac e, portanto, modifica o nível médio de potência que vai para a carga do aquecedor.
O resistor R5 junto com o capacitor C3 funciona como uma rede snubber sobre o Triac para protegê-lo dos picos de tensão EMF reversa criados por cargas indutivas toda vez que o Triac é desligado. O indutor L1, que é um indutor de 50 µH, e o capacitor C4 são configurados como um filtro de supressão de interferência, que permite a eliminação do ruído de RF comumente gerado por este tipo de dimmers de luz ou controladores de aquecedores.
A predefinição R3 ajusta a faixa mínima de partida da temperatura do aquecedor e ajuda o usuário a garantir que a energia do aquecedor sempre comece a partir da potência mínima quando R2 é movido para a posição mínima e o aquecedor obtém potência máxima quando o R2 é movido para o ponto de ajuste máximo.
Projeto PCB
Redutor de luz de 1000 watts
Quase todos os dimmers de luz que você pode obter nas lojas de produtos elétricos comuns podem simplesmente gerenciar energia elétrica muito pequena. Algumas centenas de watts é normalmente a capacidade de manuseio. O circuito dimmer simples demonstrado abaixo é projetado para controlar uma potência tão alta quanto 1 kW. Não há muito o que explicar sobre os detalhes do circuito.
Este dimmer de luz de alta potência inclui um triac, um único diac e uma rede RC onde o período de carga e descarga do capacitor C2 pode ser fixado usando o potenciômetro P1. Distúrbios de ruído e transientes são mantidos sob controle através do capacitor C1 e do indutor L1.
Como configurar
A configuração do circuito requer o ajuste do potenciômetro P1 para que ele atinja sua resistência máxima e, em seguida, o pré-ajuste P2 deve ser ajustado até que a lâmpada anexada esteja prestes a desligar. Caso seja utilizada uma lâmpada superior a 100 W, o triac deve ser acoplado a um dissipador de calor com taxa de transferência de calor de cerca de 6 °C/W.
Quando o circuito é usado como um dimmer de 1000 W, a bobina supressora L1 deve ser classificada para lidar com uma corrente de 5 A com um valor de indutância que pode ser de até 40uH, enquanto o fusível F1 deve ser classificado em 6,3 amperes.
Aquecedor usando transistores e resistores
Este circuito de aquecimento exclusivo que envolve transistores e resistores para a dissipação de calor em vez de uma bobina de aquecimento foi projetado pelo Sr. Norman, mas ele enfrentou um problema com o circuito. O problema e a solução para o projeto podem ser entendidos a partir da seguinte discussão:
Problema:
Eu projetei um pequeno aquecedor usando o regulador de tensão LM7812 e transistores e resistores Tip31c. Eu testei por várias horas e encontrei um problema. Os dois últimos resistores 56R ficaram extremamente quentes e queimaram e chamuscaram o pcb. Estou anexando um esquema. Não consegui encontrar um projeto semelhante em seu site, por isso estou tentando entrar em contato com você por meio deste ponto de contato. Obrigado!
A solução:
Isso parece muito estranho porque os resistores de 56 ohms no emissor dos transistores devem forçar o transistor a dissipar o calor igualmente entre os resistores e os transistores. Os dois últimos resistores de 56 ohm ficando mais quentes significam que os dois últimos BJTs estão conduzindo mais livremente do que os transistores restantes.
A maneira mais fácil de resolver esse problema é montar todos os transistores sobre uma tira de alumínio comum, de modo que o transistor troque sua dissipação de corpo uniformemente entre si e, assim, todos os transistores conduzam e se dissipem igualmente.
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FONTE
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