Warum brauchen wir in manchen Schaltkreisen Nulldurchgangsdetektoren?

 In einigen Stromkreisen sind Nulldurchgangsdetektoren erforderlich.

Der Nulldurchgang ist der Moment, an dem keine Spannung mehr anliegt. Bei einer Sinuswelle oder einer anderen einfachen Wellenform geschieht dies normalerweise zweimal während jedes Zyklus. aber aufgrund von Rauschen oder Rauschen in der Schaltung (das nicht vermieden werden kann) kann die Anzahl der Nulldurchgänge variieren. Daher wird der Nulldurchgang für eine andere Rauschspannung als die Eingangsspannung erkannt. Außerdem wird es eine gewisse Verzögerung in der Schaltung geben (wir erhalten keine Ausgabe, sobald wir eine Eingabe machen). Diese Schwierigkeiten können durch den Einsatz von regenerativen Rückkopplungsschaltungen mit positiver Rückkopplung beseitigt werden, wodurch sich die Ausgangsspannung schneller ändert und so die Möglichkeit eines falschen Nulldurchgangs aufgrund der Rauschspannung am Eingang ausgeschlossen wird. Oder wir können einfach sagen, dass der Nulldurchgangsdetektor ein Sinus-zu-Rechteckwellen-Wandler ist (meistens verwenden wir eine Sinuswelle).

Der Nulldurchgangsdetektor wird verwendet, um den Punkt zu finden, an dem die Welle den Nullpunkt der Spannung in der Welle kreuzt. Dies kann zur Erzeugung des Zeitsignals verwendet werden, wird jedoch am häufigsten zur Steuerung des Wechselstromschalters verwendet. Durch das Ein- oder Ausschalten des Schalters bei Spannung 0 entsteht weniger Druck auf das Schaltgerät und eine geringere Verzerrung des Ausgangssignals.

Beim Einschalten des Halbleiterschalters gibt es eine Zeitspanne, in der das Gerät vollständig in den vollaktiven Zustand übergeht. Während dieser Zeit ist der durch das Gerät fließende Strom begrenzt und führt zu einer Erwärmung des Geräts. Wenn Sie das Gerät in die Nähe von Null drehen, kann es vollständig sein, wenn der Strom zur Last noch niedrig ist, was zu einer geringeren Erwärmung des Schaltgeräts führt.

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Dasselbe gilt, wenn der Halbleiterschalter ausgeschaltet wird, gibt es eine Zeitspanne, in der das Gerät völlig ausfällt. Wie bei jedem Einschaltverhalten bedeutet dies, dass sich das Gerät aufgrund des fließenden Stroms erwärmt. Schalten Sie das Gerät am Nullpunkt Ihrer Kreuzung aus, um eine zusätzliche Erwärmung zu verhindern.

Durch die geringere Wärmeentwicklung kann der Schaltkreis kompakter sein oder höhere Leistungsniveaus bewältigen. Weniger Hitze bedeutet auch mehr Zuverlässigkeit.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die vom Schalter an die Last gelieferte Leistung. Eine Glühbirne ist nur ein Stück Draht mit mittlerem Widerstand, der sich durch den Strom, der durch ihn fließt, erwärmt. Wenn die Filamente kalt sind, ist der Widerstand recht gering, aber es erwärmt sich schnell und der Widerstand steigt schnell an. Diese abrupte Erwärmung führt dazu, dass sich der Glühfaden und sein Befestigungsdraht bei Temperaturänderungen verbiegen. Diese Biegung führt letztendlich zu gebrochenen Filamenten.

Durch die angelegte Leistung beginnend bei einer niedrigen und schlanken Spannung, bis die volle Spannung dem normalen Wechselstromzyklus folgt, erhalten die Filamente eine allmählichere Erwärmung. Dies kann die Lebensdauer der Lampe verlängern, aber auch verhindern, dass derzeit große Spannungsspitzen durch die Glühfäden und Schalter laufen, die auftreten, wenn der Schalter während des höchsten Spannungspunkts im Zyklus eingeschaltet wird.

Triac ist ein Wechselstrom-Schaltelement, ein einfacher und zuverlässiger Schaltertyp zur Steuerung der Wechselstromleistung, der jedoch einige Anforderungen erfüllen muss, um zuverlässig zu sein. Scr und Triac weisen beide einen fortgeschrittenen Spannungsabfall auf, was bedeutet, dass in dem durch sie fließenden Stromgerät Strom verloren geht. Diese Verlustleistung ist der Vorwärtsstrom. Je höher das Stromniveau, desto größer ist der Wärmeverlust.

Außerdem schaltet das Gerät recht langsam und kann bei plötzlich auftretenden Strom- oder Spannungsänderungen zu Fehlfunktionen führen. Einmal ausgelöst, hält dieses Gerät den Strom durch das Gerät, solange es über dem Rückhaltepunkt bleibt. so dass Sie am Nullpunkt das Gerät für den nächsten Zyklus erneut auslösen müssen oder nach dem Nullpunkt ausgeschaltet bleiben müssen. Ein sich schnell änderndes Signal kann jedoch dazu führen, dass das Gerät fälscht und sich nicht richtig ausschaltet.

Dieses Gerät verfügt außerdem über eine relativ geringe maximale Strombelastbarkeit. Während Sie ein Gerät bekommen können, das Hunderte von Ampere verarbeiten kann, wird das Gerät aufgrund des derzeit steigenden Pegels sehr teuer. Ein kleines, sparsames Gerät kann etwa 6 Ampere verarbeiten und ist perfekt für die Steuerung kleiner Lasten. Aber im Falle des Aufbaus einer 120-W-Leuchte braucht man bei 120 Volt nur 1 Ampere, aber der Stoßstrom beim Anzünden der Glühbirne bei kalten Glühfäden kann leicht 10 Ampere überschreiten. Diese Geräte vertragen zwar Kurzschlüsse, vertragen aber keine häufigen oder viel größeren Ströme.

Ein anderer Gerätetyp ist der Power-MOSFET. Die Verwendung von zwei n-Kanal-MOSFETs kann als Wechselstromschalter verwendet werden. Diese Geräte schalten viel schneller und lassen sich bei richtiger Vorspannung sauber ein- und ausschalten. Sie sind auch mit sehr hoher Stromverarbeitungsfähigkeit zu einem angemessenen Preis erhältlich. Geräte, die kontinuierlich 20 Ampere und Stromspitzen im Bereich von 50 bis 100 Ampere verarbeiten können, sind leicht erhältlich. Das Gerät verfügt über einen Durchlasswiderstand und anstelle einer Durchlassspannung. das heißt, der Leistungsverlust beträgt p = i ^ 2 * r.

MOSFETs mit höherem Strom haben einen sehr niedrigen Durchlasswiderstand, was den Leistungsverlust reduziert. Allerdings müssen sie, wie alle Schaltgeräte, komplett auf Vollaktiv geschaltet werden. indem Sie das Gerät an seinem Nullpunkt und vollständig drehen, bevor das Wechselstromsignal ausreichend ansteigt, um viel Wärme zu erzeugen. Während dieses Gerät jederzeit ausgeschaltet werden kann, bedeutet das Ausschalten beim Nulldurchgang, dass ein vollständiger Übergang bis zum vollständigen Absterben erfolgt, wenn nur wenig oder kein Strom fließt.

Nulldurchgangsschaltungen werden auch in Schaltreglern aus dem gleichen Grund verwendet wie beim Wechselstromschalten. Es ermöglicht eine möglichst effiziente Steuerung der Schaltvorrichtung.

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