PWM para variar la intensidad de la luz de una bombilla de 220V

Si el relé es mecánico, es una idea tremendamente mala ™. Los relés necesitan varios ms para activarse y activarse, por lo que la frecuencia de conmutación se limitará a unos 100Hz. Tu ciclo de control real será mucho más lento que esto, por lo que terminarás con un notable parpadeo para comenzar. El relé también hará mucho ruido y provocará todo el tiempo, de modo que un relé de 100 000 ciclos alcanzará su fin de vida útil después de menos de una hora. Así que el relevo está fuera.

Lo que podrías intentar es usar un MOSFET para hacer el cambio. Tendrá que colocarlo en un puente rectificador y controlarlo a través de un opto-acoplador, pero eso no es un problema. El MOSFET, cuando está encendido, puede tener una resistencia muy baja (el infame \ $ R_ {DS (ON)} \ $), por lo que podríamos pensar que las pérdidas de energía pueden ser bajas. Desafortunadamente en general este no es el caso. El MOSFET disipa la energía al encender o apagar, llamada apropiadamente poder de conmutación , y cuanto más frecuentemente cambie, mayor será la disipación. Y luego está el EMI que estás irradiando.
En mi trabajo anterior, un colega mío trabajó durante un tiempo en lo que llamamos el "atenuador de 100 kHz", que se suponía que usaba PWM para controlar el brillo para la atenuación de alta potencia (4 kW). Pero mientras que internamente el nombre se mantuvo, el principio se dejó porque simplemente no vale la pena.

Esa es la razón por la que la mayoría de los reguladores utilizan el control de fase de su frecuencia de red.

Estaimagenmuestraatenuacióndefasehaciaadelante,comohacenlamayoríadelosreguladores,incluidoslos"atenuadores de cuatro componentes más simples". Funcionan bien y su frecuencia de conmutación está fijada al doble de la frecuencia de la red (100Hz o 120Hz). Para las bombillas incandescentes hay una variante, llamada atenuación de fase inversa

que no interrumpe la fase, sino que la corta. Los reguladores simples que usan un triac como elemento de conmutación no pueden hacer esto; una vez que se enciende un triac, hay que esperar hasta un cruce por cero antes de que se apague automáticamente. Los atenuadores avanzados pueden seleccionar la atenuación de fase directa o inversa según el tipo de carga.

Te sugiero que te limites a la fase de corte. Si planea usar un microcontrolador, puede hacerlo lo suficientemente inteligente como para tener una curva de potencia lineal . La mayoría de los reguladores de luz tienen su fase congruente con la rotación del potmetro, pero debido a la forma sinusoidal de la red, esto no concuerda con la curva de potencia.

Ver información al final de los reguladores de control de fase. Entonces -

Control PWM del regulador de tipo de fase:

Para convertir un regulador de control de fase en un regulador controlado por PWM, puede usar un comparador para comparar el PWM suavizado con una señal basada en una versión filtrada del voltaje de la red.

En el segundo circuito a continuación (que utiliza un TRIAC), las entradas del comparador se filtrarán PWM y la señal en la unión C2 / R1. Cuando la señal C2 / R1 aumentó más que el valor filtrado PWM, el comparador disparará el TRIAC. A medida que el ciclo de trabajo de POWM aumentara , la luminosidad disminuiría . es decir, la duración de la señal PWM baja sería aproximadamente proporcional al brillo.

"Más fácil" sería rectificar la red y luego modular un MOSFET con la señal PWM.

Por ejemplo, en el circuito a continuación, la lámpara puede alimentarse desde una red eléctrica rectificada.

TodoloconectadoaldrenajeMOSFETysuperiordebeescalarsehastalatensióndelared.LAMPvadondesemuestralacargadeCC.ElindicadorLEDcomosemuestraesprobablementeimprudente.HayotrasformasdeconducirunindicadorLED.

EnlugardeVR1PWMsuaveyalimentaciónalcomparador.OalimentaPWMdirectamentealapuertaMOSFET.

Elcircuitoestábiendescrito en esta página web . Cambiar a una lámpara de 12V o 24V y utilizar los voltajes que se muestran sería más seguro.

El MOSFET como se muestra no está aislado de la red. Se podría utilizar una unidad de optoacoplador.

El siguiente material se centra en los atenuadores de lámparas TRIAC controlados por fase. NO aborda la pregunta de control de PWM.

Utilice la información anterior para modificar un circuito de atenuación de control de fase agregando un comparador para comparar el PWM suavizado con la señal de la red.

O use un circuito de lámpara DC como se indica arriba :-).

Buscar

• "atenuador de luz" o

• "dimmer" o

• "dimnmer controlado por fase" o

• "Atenuador TRIAC.

La función que necesita es proporcionada por "reguladores de luz", que son de uso muy común. El método tradicional es utilizar un TRIAC: un interruptor electrónico de CA que se puede activar en cualquier momento en un ciclo de CA pero no se apaga de nuevo hasta el siguiente cruce de cero de la CA.

El voltaje promedio y, por lo tanto, el brillo se controlan variando la posición en cada ciclo en que se dispara el TRIAC. Esto se llama "control de fase".

ADVERTENCIA ESTÁNDAR

• LOS VOLTAJES PRINCIPALES PUEDEN MATARLE

• Los reguladores del tipo descrito a continuación generalmente tienen TODOS partes efectivamente a la tensión de la red.

• Construya con cuidado y comprensión O ni siquiera comience.

CIRCUITS:

Aquí están muchas imágenes de circuitos de atenuación TRIAC con enlaces a la página relacionada en cada caso.

El siguiente diagrama muestra un dmmer basado en TRIAC típico.
Aquí se encuentra una buena descripción básica del circuiit a continuación

Estoesfuncionalmentelomismo:tieneunaimagendePCBsimple,sincomponentesdesupresiónderuido.

Controlador de LED de intensidad regulable por LED.

Permite que los LED se enciendan desde la red y se atenúen con un regulador de control de fase TRIAC estándar.

LM3445 TRIA regulable fuera de línea LED controlador IC

Disponible en Digikey $ 3.78 / 1

Hoja de datos de LM3445

discusión de YouTube del atenuador LM3445: excelente .

Regulador de la lámpara de Kitset en ebay - aproximadamente $ US10

ebay dimmer 110 VAC 250 Watt $ US10

Lo tomo con "bombilla de 220 V", ¿te refieres a una bombilla de CA estándar de 220 V para el hogar?

Reevaluar (y suavizar) 220 VCA le daría algo más del orden de 310 VCC que no sería bueno para la bombilla.

Así que cambiar a usar corriente alterna directa podría ser una opción, ¿sí?

Ay, no, no con PWM.

Desearía encender y apagar la CA a una frecuencia alta. Como la CA está variando el voltaje a una velocidad de 50 o 60 HZ, imagina qué desorden sería la forma de onda.

Así que el pensamiento inmediato es "¿Por qué no usar un SSR de cruce por cero para hacer el cambio?"

Nuevamente, ay, no.

Tome una forma de onda de 50HZ AC. Eso daría 100 cruces de cero por segundo. Por lo tanto, como máximo, puede encender y apagar 50 veces por segundo. Si desea un rango de brillo decente, digamos una resolución de 256 (8 bits), tendría que ser capaz de encender al inicio y luego apagarse en cualquiera de los 256 puntos antes de volver a encenderlo. Un ciclo de 256 a 100 hz sería un período de 2,5 segundos. Con un ciclo de trabajo del 50%, la luz estaría encendida durante 1,25 segundos y apagada durante 1,25 segundos.

¡Flashy!

Parece que DC es probablemente el camino a seguir. Así que querría rectificar y regular y suavizar la potencia. ¿Qué productos hay disponibles para regular el voltaje en ese nivel de nivel que realmente no podría decir?

Pero entonces, si solo trabajas con CC, hay muchos componentes que pueden conmutar CC a altas tensiones y altas frecuencias. Eche un vistazo a los transistores "IGBT" - Transistores bipolares de puerta aislada. Estos están diseñados para cambiar los voltajes altos (esencialmente son un FET que controla un BJT).

Sin embargo, cualquier persona puede adivinar cómo se opondría la bombilla a un cambio tan rápido.