Perché questo circuito non può funzionare con un carico induttivo?

Sto usando un circuito simile per controllare la velocità di una ventola da 60 W CA usando il controllo di fase. A differenza di un TRIAC , l'alimentazione al ventilatore viene fornita all'inizio del ciclo. Ho pensato che avrebbe minimizzato il rumore di commutazione di solito sentito nei controlli TRIAC.

PWM è compreso tra 0 e 10 millisecondi. In PWM basso, il MOSFET si riscalda molto con un carico induttivo, ma non con un carico resistivo . Uno snubber che utilizza un condensatore da 0,1 µF e resistori da 100 o 39 ohm è collegato attraverso i pin di origine e di terra del MOSFET.

Cosa dovrei fare?

Vedi questo articolo su Dimmer PWM AC per Arduino sugli strumenti, che dice:

i problemi iniziano, perché sta alimentando il gate dal MOSFET, con una tensione che viene messa in corto circuito dallo stesso MOSFET. In altre parole, se il MOSFET è completamente aperto, la tensione CC proveniente dal raddrizzatore è completamente in corto. Pertanto non vi sarà più tensione da mettere sul gate e il MOSFET si bloccherà di nuovo. Questo effetto potrebbe non essere così esplicito da un ciclo basso (= lampada a bassa intensità), a causa della presenza di C1, che manterrà la sua carica per un po 'e riceverà una nuova carica grazie al ciclo basso, ma a 25 -80% Il ciclo della tensione su C1 non può più essere sostenuto e la lampada potrebbe iniziare a lampeggiare. Quel che è peggio è che nei momenti in cui la tensione sul gate cala, per un po 'il MOSFET continuerà a condurre, ma non sarà completamente saturato: andrà lentamente dal suo 0 nominale. 04 Ohm resistenza a resistenza infinita e più lento è, maggiore è la potenza che deve essere dissipata nel MOSFET. Ciò significa molto calore. I MOSFET sono buoni interruttori ma cattive resistenze. Devono essere accesi e spenti rapidamente. Attualmente il circuito fa molto affidamento su D1 per mantenere la tensione sul gate di T1 a limiti accettabili mentre la tensione oscilla tra 0 Volt e picco massimo Al picco la tensione rettificata è 230x1,4 = 330V La tensione media rettificata è 230x0,9 = 207V

Se dimentichiamo per un po 'l'effetto levigante del condensatore e presumiamo che il fotoaccoppiatore sia completamente aperto, la tensione media sul condensatore sarebbe 22/88 * 207 = 52 Volt e nel picco 22/88 * 330 = 83 Volt. Che non lo sia è a causa di D1 e del fatto che il MOSFET accorcerà la tensione.

Se l'accoppiatore ottico non è in saturazione e la sua impedenza quindi infinita, il condensatore C1 si carica fino alla tensione completamente rettificata se non per D1. In media 3mA scorreranno attraverso R3, R4 e R5 (207-10) / 66k, il che equivale a un consumo di energia di 0,6 Watt nei resistori R3, R4, R5

Innanzitutto, questo circuito non può essere utilizzato per controllare carichi induttivi. T1 viene commutato in modo asincrono con la frequenza di rete e ciò può far fluire la corrente CC. Il motivo per cui è possibile vedere questo effetto in PWM basso è che la tensione attraverso D1 rimane la stessa (10 V) a circa il 90% dell'intervallo del duty cycle. Quindi T1 si comporta un po 'più a lungo di quanto ci si aspetterebbe da PWM. Ad un ciclo di lavoro più elevato la tensione cala e T1 inizia a condurre sufficientemente.

Inoltre, lo snubber dissipa energia sotto forma di calore. Lo snubber avrà un'efficacia diversa a frequenze diverse. Devi scegliere i valori di R e C per adattarli alle frequenze con cui vuoi lavorare.

Per gli induttori,

PWM è un interruttore di tipo on-off e il taglio istantaneo della corrente di alimentazione dall'induttore genererà una tensione inversa tremenda che molto probabilmente romperà il tuo MOSFET.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Figura 1. Schema ridotto al percorso di corrente essenziale con MOSFET rappresentato da un interruttore e riorganizzato per chiarezza.

La figura 1 può aiutare a comprendere il problema.

• T1 è rappresentato da SW1.
• Quando L è positivo e T1 sulla corrente scorre attraverso D3 e D4 verso la lampada. (Figura 1b.)
• Quando L è negativo e T1 sulla corrente scorre attraverso D2 e ​​D5 dalla lampada. (Figura 1c.)

In un circuito DC la Figura 1b avrebbe un diodo snubbing cablato in parallelo con LAMP2 e rivolto verso l'alto (anodo verso N). La Figura 1c l'avrebbe rivolta verso il basso (catodo verso N). Dovrebbe essere chiaro che non possiamo avere il diodo puntato in entrambe le direzioni e quindi non possiamo usare un diodo snobbante per un carico induttivo.

Le tue opzioni sarebbero di usare uno snubber RC ma non abbiamo abbastanza informazioni per aiutarti.

Se lo usi per guidare un carico induttivo, è molto probabile che friggi T1.

Quando il segnale PWM si abbassa, T1 tenterà di interrompere la corrente mentre il carico cerca di mantenerla. Risultato: l'alta tensione verrà indotta fino a quando qualcosa non si rompe.

Potresti usare un grosso asino zener (diodo a valanga in realtà) attraverso il transistor come snubber. Ciò limiterà la tensione di back EMF dal carico a livelli di sicurezza.

Avere una certa capacità in parallelo con il carico induttivo sarebbe anche bello.

Questo dimmer emette una tensione CA rettificata che è fondamentalmente CC non filtrata. Una corrente di carico induttiva con una sorgente CC è limitata solo dalla resistenza della bobina. Questo crea una corrente elevata attraverso i componenti che provoca un surriscaldamento e, in definitiva, la distruzione del motore e del Mosfet.