Warum bevorzugen wir Nulldurchgangs-Optotriacs zum Ansteuern von Triacs?

Kurze Antwort: Um Schaltverluste und Oberschwingungen zu reduzieren, die in die Versorgung zurückgewiesen werden (EMI-Probleme), vorausgesetzt, die Lasten sind ohmsch.

Ein Optotriac ist eine Implementierung eines Halbleiterrelais, das auch andere Dinge sein können, aber ich werde Ihren Optotriac im Folgenden als SSR bezeichnen.

Angenommen, ohmsche Lasten: Bei einer Wechselstromversorgung ermöglicht eine Nulldurchgangserkennungsschaltung, dass das SSR schaltet, wenn praktisch kein Strom fließt, was die Schaltverluste durch die endliche Einschaltzeit der Kontakte reduziert und auch Störungen reduziert, die in die Versorgung zurückgewiesen werden : Wenn eine schöne Sinuswelle an zufälligen Stellen abrupt abgeschnitten wird, ziehen Sie für eine kurze Zeit mehr oder weniger eine Rechteckwelle des Stroms - dies stellt eine Last von Nicht-50-Hz- (oder 60-Hz-) Harmonischen dar, die aus der Versorgung gezogen werden in alle parasitären Elemente der Versorgung, die zu Spannungsstörungen werden. Der Extremfall dafür sind Schaltwandler wie Buck oder Boost, aber es ist im Wesentlichen das gleiche Problem. Triacs schalten bereits bei Strom spontan abNulldurchgang, so dass das SSR nur beim aktuellen Nulldurchgang eingeschaltet werden muss. Bei ohmscher Last ist dies auch der Spannungsnulldurchgang.

Angenommen, induktive oder kapazitive Lasten: Ich bin mir ziemlich sicher, dass sich das Etikett "Nulldurchgang" auf die Spannung und nicht auf den Strom bezieht, was bedeutet, dass das oben Gesagte nicht für kapazitive und induktive Lasten gilt, da Spannung und Strom nicht in Phase sind. Ich würde in solchen Fällen davon ausgehen, dass sich das SSR aufgrund des Verhaltens des Triacs bei Spannungsnulldurchgang / Zufallsstrom einschaltet und bei zufälliger Spannung (nach dem nächsten Spannungsnulldurchgang) / Stromnulldurchgang ausschaltet. Das Einschalten würde Strom verschwenden und Interferenzen zurückweisen. Muss aber bestätigt werden.

Meines Wissens gibt es die Nulldurchgangsfunktion auch in SSRs, die nicht auf Triacs basieren, es ist nur weniger praktisch, wenn es um Wechselstromsteuerungen geht.

Nachtrag: Hier ist eine Veranschaulichung der Interferenzen, von denen ich spreche. Die erste Abbildung zeigt eine ungeschaltete und eine geschaltete Sinuswelle, die die gleiche Leistung haben. Genau genommen müßte ich mehrere Zyklen vergleichen, wo mal im Nulldurchgang geschaltet wird, im anderen zufällig, aber das ging für einen Zyklus schneller. Die schnelle Fourier-Transformation in der zweiten Abbildung zeigt, dass viel mehr unerwünschte Frequenzen aus der Versorgung gezogen werden, wenn die Sinuswelle umgeschaltet wird, einschließlich DC.