参考

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介绍

本应用笔记描述了通过AC相控制或相切电路控制对AC电路的电源。这是通过在特定时间间隔后转动三端双向可控硅接通/关闭来实现的，与AC信号同步。三条重股仅在AC正弦波的一部分期间;这被称为前沿切割。GreenPak4 IC提供电压控制接口，以设定白炽灯泡的调光水平。

TRIAC触发必须与AC正弦波同步，以获得可预测的交流相切割。为此，需要AC正弦波中的参考点。为此目的，使用零点交叉检测电路，其在数字输入处提供5V的输入脉冲GreenPak SLG46140V [5]。在检测到零点交叉后，三端双向可控硅接通特定时间但是这次，可以由用户通过GreenPak代码操纵。

AC负载的相位切割由电位计到GreenPak SLG46140V的模拟输入确定。用户可以使用逻辑发生器中的任何自定义波形来获得AC输出信号的定制波形。

零检测电路

交流电压通过2个电阻器（33K，1WATT）并由桥式整流器（KBJ608G）进行整流。该整流导致脉动DC电压馈送到光电晶体管输出光耦合器（4n25）。电压使光电耦合器保持在保持过零信号（在光电晶体管的集电极处）低，直到电压降至“零”。

在相关点，光耦合器将不再进行，直至脉动直流电压上升到足以再次发送光耦导通，最终导致过零销变低过零信号将被拉高。

该过零脉冲的质量取决于许多因素，但是最重要的是：光耦合器的速度，集电极电阻器的值以及所述两个电阻器的主行中的值。

如果集热器电阻过低，则光耦会烧坏，但如果过高，电压（仍然有足够的电流要通过光耦合器，以保持它在开展这）会越来越高。

这意味着如果电阻值太高，则光耦合器的切换将更频繁地发生在正弦波的上升和下降侧面;导致零交叉信号宽。

TRIAC驾驶电路

确定所述零检测之后，SLG46140V电路将接通TRIAC光耦合器驱动（MOC3021）。通过逻辑发生器或一些电位由SLG46140V ADC接收的量，TRIAC驱动光耦合器保持为ON取决于定制的信号（0之间1V）的时间段。

确定三端双向可控硅驱动器操作时间的一个重要因素是AC正弦波的频率。例如，对于50Hz频率，每个正弦波周期需要1000ms / 50 = 20ms（毫秒）。

由于有一波2个正弦波峰，这意味着，每个零检测之后，有10ms的周期能够被调节。因此，TRIAC驱动器（MOC3021）应为10ms内没有开启/关闭TRIAC（BT136）。

来自MOC3021到BT136的栅极的信号将转动三条转轴。直到半交流循环直到半循环，三端双向可控硅将保持在导通状态（无关的输入信号）。因此，一旦BT136开始导通，就应尽快关闭来自MOC3021的栅极信号（使得它可以在下一个交流循环期间旋转BT136 ON）。

从在SLG46140V的模拟输入逻辑产生器或电位器上的定制的信号将确定之后，TRIAC被设定为导通的时间延迟（接通，然后断开）。在检测到过零信号在此时间后应启动。

如果在交流半周期开始时转动三端双向可控硅轴，则负载将获得全功率。此外，如果在10ms时段结束时转动三端双向可控硅转动，则负载将不会接收电源;在中途，负载将收到半功率。如果逻辑发生器或电位计信号不是恒定，则负载将接收可变功率。

GreenPak设计代码

零检测信号

来自零检测电路的零检测信号应终止于GreenPak4 SLG46140V的引脚9（数字输入）。过零信号的频率为100Hz（由于50Hz AC波形信号交叉零100次）。

销9信号低但每当AC正弦波交叉时，有一个高脉冲。

具有两个或门口（2-L3和2-L4）的电路将作为RS锁存器工作。每当在2-L3 NOR门的输入中检测到脉冲时，锁存器被设置为“一个”（逻辑高）。因此，只要交流电波十字架零，在数字输入引脚9上检测到高脉冲，最终将将RS锁存的输出设置为“一个”（逻辑高）。

RS锁存器有两个输入重置电路输入。其中一个来自数字输入引脚4通过或门2-L2;此输入是可选的，仅用于测试目的。另一个来自三端双向可控硅驱动器数字输出，将在稍后在应用笔记中解释。

零检测后的TRIAC循环

一旦零信号由RS锁存检测到的，其输出被设置为1。下一阶段是把TRIAC光耦合器驱动MOC3021 ON，并因此打开TRIAC BT136 ON。的TRIAC需要的特定时间段之后被导通，这一次是由输入到计数器CNT3 / DLY3 / FSM1 ADC来确定。

在振荡器OSC块的属性，所述RC OSC标签被选择，并且属性RC OSC功率模式设置为强制电源。

属性RC OSC频率设置为25 kHz。此频率的循环时间为0.04毫秒。

它有助于计数器计数和延迟信号，因为应用程序需要处理10ms的总时间。对于8位计数器（最多255计数），具有0.04ms的周期时间的时钟需要总计250（250×0.04 = 10ms）。

该物业时钟选择设置为RC振荡器;但如果外部时钟将被使用时，它可以被设置为EXT CLK 0。

一旦RS锁存输出信号很高，就会被发送以重置计数器CNT3 / DLY3 / FSM1块的引脚。

计数器实际上是3位LUT7 / 8位CNT3 / DLY3 / FSM1。一旦选择，其类型属性将更改为CNT / DLLY，以便它将转换为14位计数器/延迟块。

模式属性设置为延迟，该块转换成延迟块。边缘选择属性设置为上升，这将延迟复位信号的上升沿。

在计数器FSM数据属性中，选择ADC，允许计数器从ADC块中取出输入。基于该输入，确定转向三端双向可控硅的延迟时间。

延迟块的时钟信号是25 kHz时钟信号。这意味着当RS锁存输出高时，延迟块会重置并在延迟块的“OUT”输出处生成单个脉冲信号（25 kHz时钟）。但是，由于这是一个延迟块，因此在延迟之后将转到高状态。

一旦重置为高电平，块的延迟时间将确定“OUT”输出应达到高状态的时间。

来自ADC的延迟时间

引脚6配置为模拟输入;该引脚可以从逻辑发生器（仿真）或来自电位器的外部信号采用输入信号。在该示例中，逻辑发生器用于配置在小步骤中变化0到1V的信号，如下所示。

或者，可以从模拟输入引脚6处的电位计给出0至1V的信号。

然后将0到1V的输入信号发送到PGA块。

在PGA块的属性中，打开信号需要设置为打开和获得必须设定的财产X1。增益属性可用于放大输入，最多8次。ADC模式属性设置为单端。

然后将PGA的输出发送到“PGA in.ADC模块的”输入;这vref.ADC的属性设置为内部1.0V。时钟源是RC OSC。

ADC模块的PAR DATA输出被连接到延迟块CNT3 / DLY3 / FSM1的DATA IN输入。

现在，模拟输入引脚6（从逻辑发生器或电位计）的输入信号通过PGA块，其不会放大输入信号。

然后将信号发送到ADC块，该ADC块将信号转换为8位数据流。

该8位数据被发送到PAR数据，反过来将其发送到延迟块的引脚中的数据。来自ADC的数据是RS锁存输出高信号的计数中的延迟时间。

在此延迟时间之后，RS锁存器输出信号变为高电平。

引脚6处的0到1V模拟输入在0到255（8位数据）以0到255（8位数据）映射，然后映射为0到10ms的时间等级。例如，输入处的0.5V的输入信号被映射到0到127（8位数据），其等同于5ms的延迟时间。所以RS闩锁高的输出信号由5毫秒的时间，因为它通过延迟块延迟。

谈到TRIAC驱动器ON

然后延迟块的输出信号被设定为2-L5与门。由于RS锁存器输出为高电平，它已经使能AND门，因此，从延迟块延迟的信号应通过与门。

然后，通过将数字输出引脚11设置为高电平，将TRIAC驱动器MOC3021打开。

所述MOC3021然后开启通过在其栅极输入设置一个HIGH的TRIAC BT136。这使AC波半周期的一部分，以穿过它。

交流波一次自动关闭三折零到达了。同样，在速度达到零达到零时自动关闭后，将在接下来的半周期内打开TRIAC。对于50Hz输入频率信号，三端双向可控硅接通和关闭，一秒钟内100次。

谈到TRIAC驱动器关闭

我们在上面提到了TRIAC BT136需要AC信号的每个半周期期间接通。因此，数字信号输出（引脚11）需要复位一旦TRIAC导通时（如此才能交流正弦波的下半个周期中关闭TRIAC驱动器MOC3021上）。

一旦接通时，TRIAC不需要在交流正弦波的半周期期间它的栅极的高信号;这是因为它继续进行，直到半周期结束操作。

在通过延迟块CNT1 / DLY1和2-L2或栅极之后，将2-L5栅极的输出反馈回RS锁存器的RESET引脚。

延迟块被用于那些需要对它们的栅极信号一些更多的时间双向可控硅。延迟块CNT1 / DLY1可以延迟在通过由计数器数据属性确定的时间其输入端的高电平信号;这个时间可以由用户来配置。保持这个时间少是在AC信号的可靠的切断显著;所以用较少的时间（用于栅信号必需的）一个TRIAC必须选择。

在由CNT1 / DLY1块确定的延迟时间之后，2-L5的高输出将输出到低电平。低RS锁存输出将使2-L5栅极的输出变为低;结果，将三端双向可控硅驱动器关闭。

应用实例

AC波形切割的示例应用是光调光器。通过改变交流波形信号的切割，可以改变灯泡的强度。应用程序附带的代码具有在其模拟输入引脚6处配置的逻辑发生器。

逻辑产生缓慢下降的灯泡的强度，直到完全关闭，然后缓慢地增加强度，以全亮度。本实施例的视频也被附接。

对于电感交流负载（如风扇，交流电机等），必须小心进行交流波形切割，因为重型电动机在低电压下表现不可预测。刷式AC电机更容易。

结论

AC电力可以非常精确使用该相位控制电路被改变。我们通过从快速切换光耦合器控制其栅极输入证实正确TRIAC导通。

GreenPak SLG46140V IC提供了定时，以及许多接口设备的电压控制输入。该应用示例显示了白炽灯调光电路，其他电阻载荷兼容，例如加热器元件，咖啡机。电压控制输入适用于某些家庭自动化设备接口。