¿Cómo se controla la corriente en aplicaciones de alta potencia?

los hornos eléctricos simples usan un control de temperatura simple, usualmente usando algo como una tira bimetálica (puede hacer clic aquí dentro y fuera) donde el dial se usa para establecer el punto de contacto eléctrico que luego proporcionará energía eléctrica a los elementos de calefacción.

el resultado es más un control histérico con un ciclo de trabajo muy largo (donde el trabajo se rige por las características térmicas del horno, es decir, cuánto tiempo se debe enfriar) y la banda inferior de tareas con las características específicas del termistor / Tira bimetálica.

Los controladores electrónicos más modernos hacen una cosa similar pero usan colas térmicas / RTD para medir la temperatura y luego los semiconductores para cambiar la potencia (SCR)

Para mis pruebas prácticas, uso una resistencia de alta potencia. Algo como estos. Sin embargo, esto es solo para cargas de salida.

Pero, cuando se trata de aplicaciones para minimizar pérdidas. Puede usar un MOSFET de alta potencia o un transistor para la conmutación (con disipadores de calor).

Los circuitos de control generalmente están alejados de la corriente alta & voltaje, pero se usa solo para controlar los dispositivos que están en una ruta de alta corriente (como los FET). De esta manera, están lejos y a salvo de la alta potencia.

Los hornos eléctricos y los quemadores superiores de la estufa regulan el calor al encender o apagar el elemento calefactor mediante un relé. En mi casa, si escuchas atentamente, puedes escuchar el relé en la placa de circuito haciendo clic en activar y desactivar. Nuevamente, los elementos típicos de calefacción eléctrica de la estufa están encendidos o apagados.

En aplicaciones más grandes, se utiliza un tiristor o SCR para encender y apagar el elemento calefactor. El SCR solo puede encenderse y apagarse, pero puede hacer esto muy rápidamente, lo que da como resultado que un pulso corto con un promedio de una corriente pequeña y un pulso más largo sea una corriente mayor.

Para ver realmente lo que está sucediendo en un circuito SCR, necesita un osciloscopio para ver los pulsos. Cualquier medidor de corriente en un circuito como este probablemente le dará un valor actual de RMS a lo largo del tiempo.

La conmutación de modulación de ancho de pulso (PWM) permite reducir las pérdidas en los circuitos de control. El elemento de conmutación (transistor, tiristor, etc.) es

• Totalmente encendido. Gran corriente está fluyendo. La caída de voltaje a través del interruptor es baja. Pérdida de potencia en el elemento de conmutación P _pérdida = I _sw V _sw es baja, porque V _sw es baja.
• completamente apagado. No fluye ninguna corriente. La caída de tensión en el interruptor es igual a la tensión de alimentación. P _pérdida = I _sw V _sw es cero, porque I _sw = 0
• Es importante destacar que el interruptor puede estar en transición de encendido a apagado. Pero, esta transición es rápida y el elemento de conmutación solo quema una pequeña cantidad de energía durante la transición.

PWM (o sus variantes) es una técnica muy común.