零交越控制

一、何謂零交越電路(Zero Cross)

零越電路一般用於交流電源控制用,例如繼電器(Relay)驅動、交流開關等應用,因交流電源通常電壓較高,以至於在輸出功率較大時,開關的瞬間會有火花產生,進而影響開關、繼電器等這類有接點的設備壽命,火花會使接點碳化,導致接點阻抗升高,造成惡性循環,接點接觸不良,就容易發熱,也就越容易失效。

而零交越顧名思義,就是在零的交越處,去驅動外部的接點,因火花產生的原因來自於電流,而電流的產生來自於有電壓,又因交流電有正負週期的關係,所以一秒鐘會有60個零交越點,在零點的時候即代表電壓為0V,故此時不會有電流產生,亦即這時導通或關閉開關時,是最不容易產生火花的時候,所以零交越電路所在做的就是在零點的時候,觸發開關導通。

zerocross

二、簡單的零交越設計

目前零交越的控制IC種類很多,例如MOC3041等,通常會使用零交越的目的如同第一點所說,是為了要延長開關接點的壽命,所以在Relay上應用零交越是很常用的一種設計,但是因為Relay通常動作的時候激磁會有反應時間,這種時間是我們沒辦法控制的,且通常時間都是ms,對於在零點切換幾乎是不可能的事情,故零交越設計通常只有在開關動作時間先行導通後,再將relay搭上或放開,使開關瞬間的電流不經過relay,即可避開產生火的問題。而通常做導通的元件均使用TRIAC居多,因半導體導通時間較短也較容易控制,但或許有人會問,直接使用TRIAC做ON/OFF的功能又何必用到relay呢?因TRIAC屬於半導體開關,導通時多少會消耗功率,故又會產生熱的問題,使用relay可以乘載更大的電流,熱的問題也想對減小。

零交越的動作時序應為

a.觸發零交越IC使TRIAC導通

b.將Relay開啟或放開

c.解除零交越

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