So berechnen Sie den Nulldurchgangs-Offset in einem kapazitiven transformatorlosen Netzteil

Ich arbeite an einer Schaltung, die von einem kapazitiven transformatorlosen Netzteil gespeist wird, dh einem Mikrocontroller-basierten Triac-Schaltprojekt für ohmsche Lasten.

Ich habe das grundlegende Design des Netzteils aus dem Application Note AN954 von Microchip übernommen :

Kapazitives Netzteil

Ich verwende 1 uF für C1 und 5,6 V für D1, da sie eine leicht erhöhte Last zulassen. Ich bin auch in Großbritannien, also wird es mit 240 V bei 50 Hz betrieben.

Ich habe einen Interrupt-Pin am Mikrocontroller über einen 100K-Widerstand an den im Schaltplan rot eingekreisten Punkt angeschlossen, um mir die Möglichkeit zu geben, den Nulldurchgang zu erkennen. Da es sich jedoch um eine kapazitive Stromversorgung handelt, ist der erkannte Nulldurchgangspunkt gegenüber dem realen Nulldurchgang phasenverschoben.

Wenn ich die Schaltung simuliere , kann ich sehen, dass sie ungefähr 270 ° phasenverschoben ist, aber ich bin mir nicht sicher, ob dies nur ein Zufall ist, basierend auf den von mir gewählten Komponentenwerten, oder ob diese Schaltung immer einen Nulldurchgang erzeugen würde genau 270° nach außen.

Gibt es eine Möglichkeit, mathematisch genau zu berechnen (nicht zu fortgeschritten!!), wie hoch der Offset ist, damit ich ihn in der Firmware genau kompensieren kann?

Der Nulldurchgang hängt stark von den genauen Werten der verschiedenen Komponenten (einschließlich der Vout-Last) und der Netzfrequenz ab. 270 Grad klingt nach einem idealen Kondensator, ich bezweifle, dass Sie das in der Praxis hinbekommen werden. Ich denke, es hängt alles von Ihrer genauen Anwendung ab. Ich denke, Sie sollten Ihren Mikrocontroller verwenden, um die Nulldurchgänge zu messen, vorherzusagen und zu verbessern, und nicht versuchen, sie als genaue Zeiten zu berechnen.

Antworten (1)

Der berechnete Winkel ist zufällig, es ist kein zuverlässiger Wert. Um zu demonstrieren, wie unzuverlässig es ist, stellen Sie sich vor, dass der Kondensator 1 pF hat. Der Winkel wird nahe Null sein, << viel kleiner << als 270.

Ich würde vorschlagen, einen Optokoppler mit Hochspannungsdiode und Widerstand hinzuzufügen, den Nulldurchgang mit einer genauen Schätzung des Stromübertragungsverhältnisses des Optokopplers, der Verzögerungen bekannter Teile und bekannter Softwareverzögerungen zu lesen. Bei hohen Spannungen (über 300 V) sollte der Koppler jedoch ein Super-Low-Current-Typ sein, z. B. mit einer LED, die weniger als 1 mA benötigt, um erkannt zu werden.

So berechnen Sie den Nulldurchgangs-Offset in einem kapazitiven transformatorlosen Netzteil
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