Cuando Arduino está apagado, no hay corriente a través de R1 y, por lo tanto, R2 mantendrá el FET apagado con Vgs bajos. No hay partes compartidas en este diseño sin esperar algunos cambios en el rendimiento, dependiendo de cómo estén habilitadas las cargas del optoacoplador. Llamamos a esta regulación de carga cuando una serie de Rs / (Rs + Rload) causa un cambio en el voltaje de salida debido a las variaciones en la carga. Si manejas todos los Optos juntos, entonces R2 + R3, la carga se reduce al 25% en serie con R4.
Con un poco de esfuerzo, puede simplificar esto para hacer que algunas partes de CC sean comunes, pero luego se dará cuenta rápidamente de que es mucho más sencillo crear un ZCS y un control de fase de software con un triac para 4 puertos y posiblemente incluso salir con no aislado. Alimentación de CC si su interfaz para comunicarse con Arduino está aislada.
Información miscelánea.
Pero en general, hay muchas razones por las que PWM es una mala elección para las bombillas de tungsteno.
Los interruptores PWM son eficientes solo cuando la impedancia del interruptor es relativamente baja en comparación con la carga. es decir, < 5% por 5% de pérdida de carga. Este no es el caso del arranque en frío de tungsteno y es la razón por la que incluso los reguladores de tensión triac se activan desde fuera y tienen histéresis en el rango bajo.
La resistencia al tungsteno de frío a caliente, aumentará a 10 veces el valor de frío debido al aumento de ~ 2500'K en la temperatura.
Las bobinas de tungsteno son ligeramente inductivas, por lo que el tiempo de aumento provoca un cambio de fase.
Esta es la razón por la que PWM nunca se usa para las bombillas de tungsteno y solo usa los controles de fase Triac de frecuencia de línea.
Considere que una bombilla de 120W @ 120V es 120Ω cuando está caliente, luego R_cold ~ 12 y su disipación de potencia en P = V² / R = (120V) ² / 12 = 1200 W o 10 veces el estado estacionario.
Si utiliza un puente FET para impulsar PWM, el estado de conducción depende principalmente de la relación Vgs / Vgs (th) y no de la resistencia de carga y si establece un ciclo de trabajo bajo en el que el filamento no se calienta como el 10% de 120W o 12W, su puente puede sobrecalentarse.
¿Por qué? debido a la relación RdsOn / carga cuando la bombilla está relativamente fría.
¿Por qué los triacs funcionan mejor?
Los triac no dispararán si la resistencia de carga es demasiado baja o, en otras palabras, la relación de corriente de la carga a la corriente de disparo es demasiado alta. esto se debe a que la saturación interna o ESR de las uniones Vbe no se impulsa lo suficiente para enganchar.
(Los triac son básicamente dos PNP y NPN de BJT con conexiones cruzadas entre el CE y el controlador BE, de modo que son sensibles a la corriente de disparo y sensibles a la carga y las ganancias de corriente disminuyen a < 20% de hFE en saturación.)
Entonces, lo que sucede es que a medida que aumenta el ángulo de fase, la bombilla se sacude muy por encima del mínimo cuando se atenúa. Pero este no sería el caso para un puente FET controlado por voltaje en modo PWM. La lámpara se encenderá y el puente consumirá casi tanto como la bombilla si elige RdsOn para que sea el 10% de la carga.
Pero si eligió un puente con un RdsOn mucho menor como < 1% de la carga, está bien, pero esto se vuelve costoso en comparación con los triacs.
Examine esta opción de diseño de FET
60W @ 230V, R_hot = V² / P = 230V² / 60W = 882, R_cold = 88 Ω, RdsOn @ Vgs = 10 V = 0.40 Ω = 0.5% de carga, por lo que es una buena opción, pero si prueba un par de 100W Bombillas, ¿qué hay para el dispositivo caliente cuando se acelera lentamente?
