¿Hay alguna forma de utilizar PWM para controlar la potencia y la temperatura del calentador alimentado por la red? Sé que podría usar el triac pero me estoy preguntando. Sé qué PWM es y para qué se usa, pero si usted solo tiene una salida PWM con microcontrolador como, por ejemplo, Arduino, ¿cómo lo usaría?
Sí, puedes hacer esto. Sin embargo, todo lo que se denomina "calefactor alimentado por la red" tiene un tiempo constante más largo que un ciclo de línea eléctrica. Aún puede modular la potencia del elemento de calentamiento (resistencia), pero es mucho más fácil hacerlo en múltiplos de ciclos de línea o, como máximo, en ciclos de media línea.
Realmente hice esto en un producto real una vez. Este producto tenía que controlar con precisión la temperatura de un par de docenas de calentadores de línea. El controlador obtuvo mediciones de temperatura de los termistores y luego controló los calentadores al encender o apagar cada uno durante 1/2 ciclos de energía. Esto se hizo utilizando relés de estado sólido que solo cambiaban las salidas a un estado diferente en cada cruce por cero de la línea de CA. Hacer esto reduce los transitorios de la conmutación y mantiene la potencia del calentador linealmente proporcional al valor PWM.
En lugar de PWM directo en el que la salida se activa durante una fracción de un período fijo, y luego se apaga para el resto, usé un algoritmo de Bresenham para cambiar cada ciclo de media línea por separado. En el peor de los casos, el contenido de baja frecuencia sigue siendo el mismo, pero el promedio es mejor.
En este caso, el algoritmo de control produjo un byte que representa la potencia de calefacción deseada. Como cada segmento de tiempo de PWM fue 1/2 ciclo de línea de alimentación, y el período de PWM fue de 255 segmentos, este período fue de 2.13 segundos para una potencia de 60 Hz. Para 50 Hz de potencia serían 2,55 segundos. Siempre que la respuesta del calentador sea significativamente más lenta que eso, esto funciona bien. En mi caso, la primera constante de tiempo fue de varios minutos, por lo que unos segundos fueron lo suficientemente rápidos para el período de PWM.
Puede controlar la potencia de una carga de CA mediante:
Las posibilidades son bastante buenas de que la dinámica de su problema físico, en términos de transferencia de calor, no esté en una escala de tiempo tal que haya alguna ventaja de control de PWM. El control de encendido / apagado es probablemente más que adecuado.
La mayoría de las cosas que pueden estar activadas / desactivadas pueden ser PWMed mediante el uso de un simple arreglo de transistores, o incluso su triac, pero nuevamente, no habría ninguna ventaja real al hacerlo.
Puede usar PWM a través de FET para modular la red eléctrica, pero está sintonizado alrededor de la respuesta de su carga promediada, un elemento de calefacción en su caso. Y con un respondedor relativamente lento como ese, PWM no tiene ninguna ventaja sobre el control de fase con un triac.
Mientras que las ventajas del control de la fase triac sobre PWM es que solo hay una sobrecarga de corriente por medio ciclo y que el circuito con toda probabilidad será mucho más simple.
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