Tengo una configuración PID / calentador que estoy conduciendo con un arduino. Estoy usando el relé de estado sólido Opto 22 MP240D4 para cambiar aproximadamente 1A 120V 60 Hz (calentador resistivo). No está claro en la hoja de producto o en la hoja de datos si es un encendido cruzado cero o no. Además, solo un poco de contexto, la aplicación es un elemento de calentamiento de muy baja masa, por lo que es un poco inusual desde la perspectiva de las plantas PID típicas.
Quiero minimizar la granularidad de la modulación de ancho / densidad de pulso para obtener el mejor rendimiento del sistema.
Obviamente, mi límite superior absoluto es de 120 Hz, ya que ese es el número de cruces por cero. Pero, ¿hay algún daño (en términos de fatiga térmica, tensiones en el chip, etc.) al ejecutarlo a alta velocidad de pulso?
Además, ¿hay alguna ventaja en la modulación de ancho de pulso o de densidad de pulso?
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Respuestas:
No hay daño en encender o apagar un SSR de cruce por cero en cada cruce por cero.
Hice exactamente eso una vez en un sistema que tenía que controlar 24 calentadores simultáneamente. El algoritmo de control produjo un valor de 0-255 proporcional a cuánto se suponía que debía funcionar cada calentador. Los niveles bajos utilizaron un algoritmo de Bresenham para decidir cada medio ciclo si cada calentador debería estar encendido para el próximo medio ciclo. Funcionó muy bien.
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No se preocupe por encender y apagar a 120 Hz, pero como mencionó, está limitado a un ancho de pulso de 1/120 Hz. Si está ejecutando directamente desde un interruptor de pared, está bien usar 1/2 ciclo como ancho de pulso mínimo, pero si está funcionando a través de un transformador, use un número par de semiciclos para evitar una polarización de CC.
La modulación de ancho de pulso es natural aquí ya que su frecuencia de pulso siempre será un múltiplo de 120. En una aplicación de calefacción, un PWM de 8 bits con retroalimentación se enciende una vez por 2.13 (256/120) segundos y se "apaga". en un límite de 120 o 60 segundos debería ser bueno si la resistencia de carga es adecuada.
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Estoy de acuerdo con @JackCreasey, no hay nada en el hoja de datos que diga cruce por cero.
Puede obtener alias, dependiendo de su frecuencia. Los SCR permanecerán encendidos durante el resto del medio ciclo, independientemente de cuándo los active.
Sugiero ir con un ciclo mínimo de aproximadamente 2 segundos, especialmente si no desea sincronizar con los cruces por cero de la red, un poco más sería mejor. A menos que tenga una muy, muy buena razón, que sea lo suficientemente rápida para configuraciones térmicas. A menudo, 10-20 segundos es más que suficiente (excepto para cosas como calentadores IR que cambian la temperatura significativamente en segundos).
Un ciclo de 2-3 segundos es el peor de los casos para causar fatiga térmica en los semiconductores de potencia. Vimos un error de varios millones de dólares hace algunos años causado por la fatiga de los enlaces de los troqueles que causó el sobrecalentamiento y la falla (en el estado de encendido) de los semiconductores de potencia. Los modernos son mejores y ayuda a mantenerse alejado de la calificación máxima.
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