Fuente de alimentación lineal + detección de cruce por cero en el transformador secundario

En un transformador ideal, la tensión primaria y la tensión secundaria son idénticas (excepto la escala) en todo momento. Esto se debe a que el flujo cambiante en el núcleo crea los voltajes en todos los devanados.

Cuando introducimos la realidad en el transformador, lo perturba ligeramente. La inductancia primaria finita significa que el transformador extrae una corriente de magnetización, en fase de cuadratura a la tensión de entrada. La resistencia del devanado finito significa que la corriente de magnetización crea una pequeña tensión en la fase de cuadratura a la tensión de entrada. Esto crea un pequeño desfase de fase entre los voltajes primario y secundario. Las corrientes de carga están en fase, y por lo tanto irrelevantes.

El error de fase en un buen transformador es pequeño. Será significativo si está intentando hacer un instrumento de laboratorio de precisión para medir el cambio de fase. No debería ser significativo si está activando un circuito de conmutación de cruce por cero, o un atenuador Triac de cambio de fase, inténtelo y vea.

Tenga en cuenta que los transformadores mejoran a medida que crecen. Un transformador "bueno" puede tener que ser un transformador grande, digamos 50VA y más. Es probable que el tamaño de la caja de cerillas de montaje en PCB y el tamaño hacia abajo no sean ideales para este uso.

Realice el cruce por cero primero sin transformador. Óptica separada. Ver este viejo diseño de elektor. El valor de C1 es crucial. El impulso recibido se puede enviar al microprocesador. Me he dado cuenta de este circuito muchas veces y funciona sin fallas.

Una breve cita de la antigua revista Elektor: Debido a las cargas reactivas y no uniformes, los puntos de cruce por cero se pueden determinar exactamente en el lado secundario del transformador solo bajo ciertas condiciones. La característica de transferencia no lineal a menudo hace que la tensión secundaria se deforme y se desfase en la fase, por lo que no se puede asumir que sea una señal de onda sinusoidal limpia y alineada con la fase.

El transformador nunca es de circuito abierto. La salida es cero en cero, si te refieres a eso.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Esquema simplificado. D1 permite el monitoreo de la señal rectificada de onda completa para la detección de cruce por cero.

Con esta disposición, su comparador cambiará ligeramente antes y después del cruce por cero. Puede medir el tiempo de este pulso, dividir por dos y aplicar ese desplazamiento de tiempo en su código para estar cerca del verdadero cero-cruz.

Este circuito no funcionará, pero la razón es un poco sutil, y todos ustedes lo entendieron mal;)

Lo simularé.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El truco es preguntarse ¿qué establece exactamente el potencial de los puntos "AC1" y "ACD" en relación con nuestra conexión a tierra posterior al rectificador? La respuesta es que depende de lo que conducen realmente los diodos, y si están apagados, depende de sus corrientes de fuga.

Afortunadamente, lo hiciste ... umm, más simple al incluir un segundo puente rectificador. Ahora, aquí, obviamente, R3 y R4 conducen algo de corriente casi todo el tiempo, lo que sesga uno de D10 / D11 (y D12 / D13) también en la conducción. El resultado es que AC1 y AC2 relativos a GND se convierten en esto:

Desafortunadamente,elvoltajeenelnodo"COMP" en relación con GND (que es lo que ve tu comparador) es el mínimo de estos dos (menos una caída de diodo) y, por lo tanto, no es lo que te gustaría detectar. tipo de cero cruz ......

Estonofuncionará,noporelcambiodefase,sinoporqueambospuentesinterfierenylaformadeondaessimplemente...incorrecta.

Ahora,¿quépasasieliminamoselsegundopuente?

^{simular este circuito}

Muybonito!ComolosdiodosrestringenAC1yAC2paraqueesténentreGNDyVCC(lasdiodosdemódulodiodo),todoloquetenemosquehaceresalimentarAC1yAC2alasentradasdenuestrocomparador,conresistenciasdeproteccióndeentradaadecuadas,porsupuesto,yluegodetectaráelcruceporcero.

Ahora,¿quéesRLeak?Enlasimulaciónanterior,seomitió.Pero,porsupuesto,undiodosefiltrarámásquelosotros,loquenuestrasimulaciónnotuvoencuenta,yaquetodoslosdiodoseranexactamenteidénticos.AgregarRLeakparatenerencuentaestosignificaquelasformasdeondaenAC1yAC2seránmáscomo...esto...

Sorprendentemente, un comparador entre AC1 y AC2 todavía funcionaría ...

La solución Elektor publicada por Decapod es mucho mejor, ya que anula el cambio de fase del transformador. Pero necesita más partes. Tu elección!