Circuit de régulateur de ventilateur contrôlé par PWM

Dans cet article, nous examinons un circuit de ventilateur ou de régulateur de lumière contrôlé par PWM secteur 220V simple qui ne nécessite pas de microcontrôleur ou de pilotes triac coûteux pour les opérations prévues.

Coupure de phase capacitive

Tous les types de régulateurs de ventilateur et de gradateurs ordinaires qui reposent sur la technologie de découpage de phase capacitive ont un inconvénient commun, ils génèrent beaucoup de bruit RF et nécessitent des inducteurs encombrants pour les contrôler partiellement.

De plus, la commutation ou le découpage de phase effectué à l'aide de la technologie diac à condensateur ordinaire manque de précision et de netteté.

Le circuit de régulateur de ventilateur contrôlé par PWM sans transformateur de secteur proposé, conçu par moi, est exempt de tous ces problèmes possibles normalement accompagnés d'un ventilateur traditionnel ou de gradateurs de lumière, car il utilise un circuit CMOS IC avancé et un étage de détection de passage par zéro précis.

Aucun MCU utilisé

La meilleure chose à propos de ce circuit est qu'il ne nécessite pas de microcontrôleurs et de programmation, et qu'un pilote de triac a également été éliminé, ce qui rend le circuit extrêmement facile à construire, même pour les nouveaux amateurs.

Apprenons la configuration en détail, ce qui est plutôt trop simple:

En se référant au circuit, IC1 qui est une puce de minuterie 4060 est configurée pour produire une impulsion positive retardée pour le triac chaque fois que la phase croise la ligne zéro de son angle de phase.

L'ensemble du circuit est alimenté par une alimentation capacitive ordinaire utilisant C1, D5, Z1 et C3.

IC1 est configuré dans sa forme standard pour générer un interrupteur retardé ON ou un high chaque fois que sa broche 12 passe par une action de réinitialisation.

Commutation de passage à zéro pour le triac

L'action de gradation ou l'action de commande de phase est obtenue en faisant conduire le triac après un délai prédéterminé à chaque fois qu'un passage à zéro est détecté.

Si ce délai est court, cela signifie que le triac a la possibilité de conduire plus longtemps pour les angles de phase, ce qui fait que le ventilateur connecté tourne plus vite ou que la lumière devient plus brillante.

Au fur et à mesure que ce retard augmente, le triac est forcé de conduire pendant des durées proportionnellement plus courtes à travers les angles de phase, produisant une quantité proportionnée de réduction sur la vitesse ou la luminosité du ventilateur connecté ou de la lumière respectivement.

L'opération de passage à zéro est simplement appliquée en utilisant un optocoupleur ordinaire, comme on peut le voir dans le diagramme donné.

Le pont D1 --- D4 transforme l'angle de phase alternatif en impulsions positives équivalentes à 100 Hz.

Le LEd et le transistor à l'intérieur de l'optocoupleur répondent à ces impulsions positives de 100 Hz et ne restent allumés que tant que les impulsions sont à 0,8 V au-dessus du zéro et s'éteignent instantanément lorsque les impulsions atteignent le point de passage à zéro.

Pendant que l'opto-transistor est en phase conductrice, la broche IC 12 est maintenue au niveau de la masse, ce qui permet un retard ou une impulsion de démarrage négative prédéterminée pour la grille triac.

Cependant, aux niveaux de passage à zéro, l'opto s'éteint, réinitialisant la broche 12 du circuit intégré de telle sorte que la broche IC 3 redémarre un nouveau ou un nouveau retard pour que le triac réponde pour cet angle de phase particulier.

Contrôle de phase PWM

La longueur ou la largeur d'impulsion de cette impulsion de retard peut être modifiée en ajustant de manière appropriée VR1 qui devient également le bouton de commande de vitesse pour le circuit régulateur de ventilateur commandé PWM discuté.

VR1 et C2 doivent être sélectionnés de manière à ce que le retard maximum produit par ceux-ci ne dépasse pas le chronométrage de 1/100 = 0,01 seconde afin d'assurer une incrémentation linéaire de 0 à un étalonnage complet sur le bouton de commande donné.

Ce qui précède pourrait être mis en œuvre par une erreur d'essai ou en utilisant la formule standard pour IC 4060.

Pour ce qui précède, vous pouvez également expérimenter les autres sorties du CI.

Schéma

Liste des pièces

R1, R5 = 1 M
R2, R3, R4 R6 = 10K
VR1, C2 = VOIR TEXTE
OPTO = 4N35 OU TOUT STANDARD
C1 = 0,22 uF / 400 v
C3 = 100 uF / 25 V
D1 --- D5 = 1N4007
Z1 = 12 V
IC1 = 4060
TRIAC = BT136

Simulation de forme d'onde

L'image de la forme d'onde de retard ci-dessous montre comment la phase du ventilateur peut être retardée à chaque passage par zéro, pour les différents réglages de VR1 et C2.

Régulateur de ventilateur intelligent PWM utilisant IC 555

Presque tous les circuits de régulation de lumière / ventilateur utilisent un redresseur contrôlé au silicium (triac ou SCR).

Ces dispositifs sont commutés avec un angle de phase prédéterminé qui reste ensuite en mode de conduction jusqu'au passage à zéro suivant du cycle de courant alternatif du secteur.

Ce processus semble facile, mais simultanément il présente des difficultés tout en contrôlant des charges plus petites ou qui sont inductif par nature provoquant une hystérésis et un scintillement.

La raison de ces problèmes dépend du fait qu'en raison d'une puissance de charge plus petite, le courant fourni aux appareils est insuffisant pour maintenir leur conduction.

Par conséquent, une région de la caractéristique de contrôle n'est pas complètement mise en œuvre. Le résultat se détériore davantage pour les charges inductives.

Comment fonctionne le circuit

Le circuit de régulation PWM AC 220 V proposé utilisant IC 555 vous offre une solution simple en fournissant au triac un courant de grille constant, pour garantir que des charges aussi nominales que 1 watt soient également contrôlées en douceur.

Pour que le circuit soit aussi compact et simple que possible, nous utilisons la populaire minuterie IC 555.

La sortie de l'IC 555, qui peut généralement être déclenchée haut, est activée bas par une entrée de potentiel négatif.

Cette alimentation négative est rendue disponible à partir de l'étage comprenant C1-R3, le redresseur D1 -D2, ainsi que la section de stabilisation D3-C2. Les BJT T1 à T3 délivrent une impulsion d'initialisation sur la broche d'entrée de déclenchement n ° 2 du 555 pour chacun des passages par zéro de l'entrée secteur CA.

Pendant une période PWM, comme décidé par le réglage de P1 et P2, la sortie de l'IC 555 est généralement élevée et nous avons donc une différence de tension pratiquement nulle entre les broches 3 et 8, c'est-à-dire que le triac reste éteint.

Dès que l'intervalle réglé est écoulé, la broche 3 devient basse et le triac est activé.

Pendant le reste du demi-cycle CA, un courant de grille continue de fonctionner, ce qui permet au triac de continuer à conduire.

Le point le plus bas où, disons, une ampoule ne doit pas simplement s'allumer, est déterminé en ajustant soigneusement le pot P1. Le filtre R7 C5 L1 fournit le découplage nécessaire pour le triac.

Enfin, rappelez-vous que la puissance maximale absolue qui pourrait être régie par ce commutateur de régulateur intelligent basé sur IC 555 ne doit pas dépasser 600 watts.