상발화 제어기

Phase-fired controller
위상 제어에 의해 조절되는 정류 전압
위상 제어에 의해 조절되는 정류되지 않은 AC 전압

위상 절단 또는 "위상 각도 제어"라고도 불리는 PFC(phase-fired [1]control)는 AC 전압에 적용되는 전력 제한 방법입니다.사이리스터, SCR, 트라이악, 사이라트론 또는 기타 게이트 다이오드와 유사한 장치를 인가된 [2]파형의 미리 결정된 단계에서 전도로 또는 전도 밖으로 변조하여 작동합니다.

개요

PFC(phase-fired control)는 종종 전원 공급 장치가 부하에 공급하는 전압, 전류 또는 전력의 양을 제어하는 데 사용됩니다.이렇게 하면 출력에 평균값이 생성됩니다.공급 장치에 DC 출력이 있는 경우 펄스 온/오프 값이 연속적이기 때문에 공급 장치의 시간 기반은 공급 장치의 펄스 온/오프 시점을 결정하는 데 중요하지 않습니다.

PFC는 국가 그리드가 출력하는 정현파 AC 파형과 같이 변조된 파형을 출력하는 공급 장치를 다룬다는 점에서 펄스 폭 변조(PWM)와 다릅니다.여기서, 알려진 값을 달성하려면 변조 사이클의 정확한 위치에서 공급 장치가 펄스 온/오프하는 것이 중요해집니다. 예를 들어, 사이클의 시간 기반을 고려하지 않은 경우 컨트롤러가 파형의 피크 시 또는 그 기저부에서 켜질 수 있습니다.

위상 연소형 컨트롤러는 입력의 변조 주기의 특정 단계에서 출력 펄스를 트리거한다는 점에서 이름을 따왔습니다.기본적으로 PFC는 입력에 존재하는 변조와 그 자체를 동기화할 수 있는 제어기입니다.

대부분의 상 연소 제어기는 사이리스터 또는 다른 고체 스위칭 소자를 제어 요소로 사용합니다.사이리스터 기반 컨트롤러는 게이트 턴오프(GTO) 사이리스터를 사용할 수 있으므로 파형이 다음 영 교차로 돌아올 때까지 기다려야 하는 것이 아니라 출력을 언제 켜야 하는지를 컨트롤러가 결정할 수 있습니다.

버킹에 의한 출력 감소

Buck-Topology Switched-Mode 전원 공급 장치와 같이 위상 연소형 컨트롤러는 입력을 초과하지 않는 출력 전압만 전달할 수 있으며 제어 요소 자체에서 발생하는 손실은 제외됩니다.각 주기 동안의 변조가 국가 그리드의 AC 메인에 있는 것처럼 예측 가능하거나 반복적이라면, 입력보다 낮은 출력을 얻기 위해 위상 연소 제어 장치는 입력의 변조 주기의 주어진 위상 각도 동안 간단히 스위치를 끕니다.변조 사이클이 시작된 후의 시점인 0도보다 큰 위상 각도에서 장치를 전도함으로써 각 사이클 내의 총 에너지의 일부가 출력에 존재합니다.

격하시켜 "부스팅"

"부스트"와 같은 효과를 얻기 위해서는 입력에 존재하는 최대치가 공칭 출력 요건보다 높아지도록 PFC 설계를 축소해야 합니다.처음에 전원이 켜지거나 공칭 조건에서 작동할 때 컨트롤러는 계속해서 입력의 100% 미만을 전달하게 됩니다.부스트가 필요한 경우 컨트롤러는 사용 가능한 최대 입력의 100%에 가까운 백분율을 제공합니다.

주 전원이 공급되는 상화력 제어기는 가열 요소와 같은 저항성 부하를 제어하는 데 자주 사용되기 때문에 성능 저하가 중요합니다.시간이 지남에 따라 발열체의 저항이 증가할 수 있습니다.이를 고려하기 위해서는 상 연소식 제어 장치가 어느 정도의 추가 전압을 제공하여 소자를 통해 동일한 가열 전류를 끌어낼 수 있어야 합니다.이를 달성하기 위한 유일한 방법은 요소를 처음 배치할 때 입력 변조 주기의 100% 미만을 필요로 하도록 공급 장치를 의도적으로 설계하는 것이며, 요소가 노후화됨에 따라 입력 변조 주기의 100%를 제공하는 방향으로 공급 장치를 점진적으로 개방하는 것입니다.

적용들

가장 일반적인 용도는 국내 조명 제어를 위한 조광기 스위치입니다.

이전에는 산업용 응용 분야에서 매우 비싸고 무거운 멀티탭 변압기가 이러한 소자의 공급 장치로 사용되었으며, 그에 대응하는 권선 탭이 소자에 연결되어 원하는 온도를 생성했습니다.이로 인해 온도 분해능은 사용 가능한 탭 조합의 개수로 제한되었습니다.전기 오븐이나 용광로와 같은 장비용으로 설계된 컨트롤러로 이동하는 경우가 많습니다.

일반적으로 고출력인 현대 장비에서 변압기는 부하를 메인에 직접 연결하는 위상 연소식 컨트롤러로 대체되어 상당히 저렴하고 가벼운 시스템을 제공합니다.그러나 이 방법이 없으면 비현실적일 수 있는 장비에 사용하는 것은 일반적으로 제한됩니다.주 변압기를 제거하면 부하가 입력과 전기적 연속성을 갖게 되기 때문입니다.산업용 오븐 및 용광로의 경우 입력은 종종 국가 그리드 AC이며, 그 자체가 접지에 전기적으로 참조됩니다.컨트롤러의 출력이 접지를 기준으로 할 때 사용자는 접지와 출력 단자 중 하나에 접촉해야 감전의 위험이 있습니다.3상 415V[clarification needed], 고전류 입력에서 작동하며 인클로저 또는 프레임워크가 접지(접지)되어 있는 많은 고출력 장비 항목은 신중하게 평가해야 하는 심각한 위험입니다.

역사

위상 연소 제어기에 대한 최초의 특허는 [citation needed]1912년에서 유래했습니다.그러나 실현은 1920년대에 처음 가능했는데, 이 때 제어 그리드가 있는 수은 아크 밸브 정류기가 사용 가능해졌습니다.그러나 수은 아크 밸브의 한계 때문에 이 전압 조절 방법은 그 당시에는 일반적이지 않았습니다.1950년대 말 고체 사이리스터가 발명되면서 널리 퍼졌습니다.

참고 항목

버스트 파이어(Burst-fired 컨트롤러

참고문헌

  1. ^ Software and hardware applications of microcomputers. M. H. Hamza, G. K. F. Lee, IEEE Control Systems Society, International Society for Mini-Microcomputers. Anaheim, Calif.: ACTA Press. 1986. p. 2. ISBN 0-88986-085-8. OCLC 24541232.{{cite book}}: CS1 메인 : 기타 (링크)
  2. ^ D.W., McDonald (1980). "ac power control in the Core Flow Test Loop". {{cite journal}}:저널 요구사항 인용 journal=(도움말)