Quanto velocemente posso ciclare un SSR AC?

Ho una configurazione PID / riscaldatore che sto guidando con un Arduino. Sto usando il relè a stato solido Opto 22 MP240D4 per commutare circa 1A 120 V 60 Hz (resistenza resistiva). Dalla scheda prodotto o dal foglio dati non è chiaro se si tratti di accensione a croce zero o meno. Inoltre, solo un po 'di contesto, l'applicazione è un elemento di riscaldamento di massa molto basso, quindi è un po' insolito dal punto di vista dei tipici impianti PID.

Voglio ridurre al minimo la granularità della modulazione di larghezza / densità degli impulsi in modo da ottenere le migliori prestazioni dal sistema.

Ovviamente, il mio limite superiore assoluto è 120 Hz poiché è il numero di zero croci. Ma c'è qualche danno (in termini di affaticamento termico, sollecitazioni al chip, ecc.) Nel farlo funzionare ad alta velocità di impulso?

Inoltre, c'è qualche vantaggio nella modulazione della larghezza degli impulsi o della densità degli impulsi?

Non vi è alcun danno nell'accendere o spegnere un SSR che attraversa lo zero ad ogni passaggio dello zero.

L'ho fatto esattamente una volta in un sistema che doveva controllare 24 riscaldatori contemporaneamente. L'algoritmo di controllo ha prodotto un valore 0-255 proporzionale alla quantità che ogni riscaldatore avrebbe dovuto essere guidato. I livelli bassi utilizzavano un algoritmo di Bresenham per decidere a ogni semiciclo se ciascun riscaldatore dovesse essere acceso per il semiciclo successivo. Ha funzionato molto bene.

Non preoccuparti di accendere e spegnere a 120 Hz, ma come hai già detto, sei fortemente limitato a una larghezza di impulso di 1/120 Hz. Se stai eseguendo direttamente da un interruttore a parete, stai bene usando 1/2 ciclo come la larghezza minima dell'impulso, ma se attraversi un trasformatore, usa un numero pari di semicicli per evitare una polarizzazione CC.

La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è naturale qui poiché la frequenza del polso sarà sempre un multiplo di 120. In un'applicazione di riscaldamento, un PWM a 8 bit con feedback attiva "una volta" ogni 2,13 (256/120) secondi e "off" su un limite di 120 o 60 secondi dovrebbe essere buono se la resistenza di carico è appropriata.

Sono d'accordo con @JackCreasey non c'è nulla nel foglio dati che dice zero crossing.

È possibile ottenere l'aliasing, a seconda della frequenza. Gli SCR rimarranno attivi per il resto del semiciclo, indipendentemente da quando vengono attivati.

Suggerisco di andare con un minimo di circa 2 secondi di ciclo, soprattutto se non si desidera sincronizzare con i passaggi per lo zero di rete, un po 'di più sarebbe meglio. A meno che tu non abbia una ragione molto, molto valida, abbastanza veloce per le configurazioni termiche. Spesso 10-20 secondi sono più che sufficienti (tranne che per i riscaldatori IR che cambiano la temperatura in modo significativo in pochi secondi).

Circa un ciclo di 2-3 secondi è il caso peggiore per causare affaticamento termico sui semiconduttori di potenza. Alcuni anni fa abbiamo assistito a un malfunzionamento da svariati milioni di dollari, causato da faticose obbligazioni di stampo che causavano surriscaldamento e avaria (nello stato acceso) dei semiconduttori di potenza. Quelli moderni sono migliori e aiuta a stare lontano dalla valutazione massima.