Ich habe ein PID / Heizungs-Setup, das ich mit einem Arduino fahre. Ich verwende das Halbleiterrelais Opto 22 MP240D4, um etwa 1A 120V 60 Hz (Widerstandsheizung) zu schalten. Aus dem Produktblatt oder dem Datenblatt ist nicht ersichtlich, ob es sich um einen Nulldurchgang handelt oder nicht. Außerdem ist die Anwendung nur ein wenig kontextbezogen ein Heizelement mit sehr geringer Masse, so dass es aus der Sicht typischer PID-Anlagen etwas ungewöhnlich ist.
Ich möchte die Granularität der Pulsbreiten- / Dichtemodulation minimieren, um die beste Leistung aus dem System herauszuholen.
Offensichtlich beträgt meine absolute Obergrenze 120 Hz, da dies die Anzahl der Nulldurchgänge ist. Aber ist es schädlich (in Bezug auf thermische Ermüdung, Beanspruchung des Chips usw.), ihn mit hoher Pulsgeschwindigkeit zu betreiben?
Gibt es auch einen Vorteil bei der Pulsweiten- oder Pulsdichtemodulation?
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Antworten:
Das Ein- und Ausschalten eines Nulldurchgangs-SSR bei jedem Nulldurchgang kann nicht schaden.
Genau das habe ich einmal in einem System gemacht, das 24 Heizungen gleichzeitig steuern musste. Der Regelalgorithmus erzeugte einen Wert von 0 bis 255, der proportional dazu war, wie viel jede Heizung angetrieben werden sollte. Die niedrigen Pegel verwendeten einen Bresenham-Algorithmus, um in jedem Halbzyklus zu entscheiden, ob jede Heizung für den nächsten Halbzyklus eingeschaltet sein sollte. Es hat sehr gut funktioniert.
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Keine Sorge beim Ein- und Ausschalten bei 120 Hz, aber wie Sie bereits erwähnt haben, sind Sie stark auf eine Impulsbreite von 1/120 Hz beschränkt. Wenn Sie direkt von einem Wandschalter aus arbeiten, können Sie 1/2-Zyklen als minimale Impulsbreite verwenden. Wenn Sie jedoch durch einen Transformator laufen, verwenden Sie eine gerade Anzahl von Halbzyklen, um eine Gleichstromvorspannung zu vermeiden.
Die Pulsweitenmodulation ist hier eine Selbstverständlichkeit, da Ihre Pulsfrequenz immer ein Vielfaches von 120 sein wird. In einer Heizanwendung wird eine 8-Bit-PWM mit Rückkopplung einmal pro 2,13 (256/120) Sekunden "ein" und "aus". an einer 120- oder 60-Sekunden-Grenze sollte gut sein, wenn der Lastwiderstand angemessen ist.
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Ich stimme @JackCreasey zu, dass im Datenblatt nichts steht, was Nulldurchgang sagt.
Abhängig von Ihrer Häufigkeit kann es zu Aliasing kommen. Die SCRs bleiben für den Rest des Halbzyklus eingeschaltet, unabhängig davon, wann Sie sie auslösen.
Ich schlage vor, mit einem Zyklus von mindestens 2 Sekunden zu arbeiten, insbesondere wenn Sie nicht mit den Nulldurchgängen des Netzes synchronisieren möchten, wäre ein bisschen mehr besser. Es sei denn, Sie haben einen wirklich, wirklich guten Grund, der für thermische Einstellungen schnell genug ist. Oft sind 10 bis 20 Sekunden mehr als gut genug (mit Ausnahme von IR-Heizgeräten, deren Temperatur sich in Sekunden erheblich ändert).
Ein Zyklus von etwa 2-3 Sekunden ist der schlechteste Fall, um eine thermische Ermüdung der Leistungshalbleiter zu verursachen. Wir haben vor einigen Jahren einen Fehler in Höhe von mehreren Millionen Dollar gesehen, der durch die Ermüdung der Chipbindungen verursacht wurde und zu Überhitzung und Ausfall (normalerweise im eingeschalteten Zustand) der Leistungshalbleiter führte. Moderne sind besser und es hilft, sich von der maximalen Bewertung fernzuhalten.
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