commande de puissance par carte triac

COMMANDE DE PUISSANCE PAR CARTE TRIAC
PRINCIPE:
Le Triac est un composant électronique que l'on peut comparer à un interrupteur. Il comporte 3
électrodes: Anode 1, Anode 2, Gâchette.
A1
A1
Fonction: Il peut prendre 2 états:
I
I
• Conducteur: il se comporte alors comme un "court circuit"
entre les deux électrodes A1 et A2 (interrupteur fermé). Il est
G
conducteur dans les 2 sens (donc en alternatif). Il support des G
courants importants (plusieurs dizaines d'ampères).
• Bloqué: il présente une résistance infinie entre ces électrodes
A2
A2
A1 et A2. Il supporte des tensions élevées (plusieurs
centaines de volts en alternatif).
• La commutation (passage de l'état bloqué à l'état conducteur se fait en q.q nS (quasi
instantanée).
Commande:
Il se commande par la gâchette. Il suffit de fournir un courant de gâchette suffisant ( tension
VGA2 suffisante) pour rendre le triac conducteur.
Une fois conducteur on ne peu pas le re-bloquer. Il se bloque automatiquement lorsque le
courant qui le traverse (entre A1 et A2) devient inférieur à une valeur appelée courant de
maintient Imaintient.
Il se re-bloque donc automatiquement lorsqu'il fonctionne en alternatif (puisque le courant
s'annule et change de sens 100 fois par secondes).
C'est donc le composant privilégié pour commander
l'alimentation de récepteurs fonctionnant en
alternatif.
La commande se fait par l'intermédiaire d'un optocoupleur qui réalise l'isolation galvanique (isolation
électrique) entre la commande (5v=) et le circuit de
puissance (220v~ ou 380v~).
Commande en Tout ou Rien
Si on maintient la commande active en permanence, le triac reste conducteur tant que la
commande est active, il est alors comparable à un interrupteur qui est en position fermée.
Lorsque on supprime la commande le triac se re-bloque à la fin de la demi alternance
(annulation du courant).
Courant I
t
Commande
t
Commande par découpage de d'onde (ou découpage de phase)
Le principe consiste à mettre le triac en conduction avec un certain retard par rapport au
début de la demi alternance. Puis il se re-bloque à la fin de cette même demi alternance.
On recommence à chaque demi alternance (100 fois par seconde).
Θ
Le courant efficace qui passe dans la résistance (donc la puissance fournie à la résistance)
dépend de l'angle de retard Θ (0 < Θ < Π).
La Puissance fournie est:
2 .R =
Pf = I eff
2
2
Veff2 1 Π 2
=
Vmax.Sin2(Θ ).dΘ = Vmax [Π − Θ + 0,5Sin(2Θ )]= Vmax [α − 0,5Sin(2α )]=
∫
R Π RΘ
2Π R
2Π R
2
Pn[α − 0,5Sin(2α )] car Pn = Veff2 = Vmax
Π
R 2R
La puissance fournie est donc Pn[α − 0,5Sin(2α )]
Π
COMMANDE:
Pour réaliser ce type de commande il faut donc envoyer une impulsion de mise en conduction avec
un certain temps de retard par rapport par rapport au passage par zéro de l'onde secteur. La carte
triac est équipée d'un tel détecteur et fourni une impulsion à l'état bas à chaque passage par zéro du
secteur.
On défini:
• le temps de conduction tc ( 0 à 10mS), qui varie dans le même sens que la puissance utile Pu.
• le temps de retard tr (100 à 0 mS), qui est la grandeur de commande.
Pour obtenir le signal de commande on utilise un timer qui reçoit sur son entrée de
commande (Gate) l'impulsion de passage par zéro du secteur et on programme ce timer pour
qu'il délivre une impulsion (état bas) de faible durée (100 uS par exemple) avec un retard R
par rapport au front de l'impulsion de commande.
Le rôle du programme de commande de triac sera de faire évoluer ce temps de retard tr entre
0 (puissance maximum) et 10mS (puissance nulle).
2,4576MHz
Clk
Out
Timer2
Gate
Clk
Out
Timer1
Gate
Timer 2: Mode 3 N=2
Timer 1: Mode 3 N=1229
Timer 0: Mode 5 0<N <100
Carte PCMES2
Pour les cartes PCMES2
Le Timer 0, initialisé en mode 5, génère le signal de commande. Il est synchronisé par le
détecteur de passage par zéro de la carte Triac.
C'est dans ce Timer que le programme écrira la valeur N donnant le temps de retard tr (donc
le temps de conduction Tc) nécessaire pour obtenir la puissance Pu désirée.
Ce timer reçoit une horloge à 10Khz ( 100uS de période). Le temps de retard pourra donc
être réglé entre 0 et 100 (qui correspond à un retard de 100*100uS = 10mS).
Les Timer2 et 1, sont utilisés pour générer une horloge à 10Khz à partir de l'horloge de
la carte qui est de 2,4576Mhz. Ces Timers seront initialisés en mode 3, avec un facteur
de division d'horloge tel que la fréquence de sortie soit de 10KHz.
Avec une Carte National Instruement ( Sous LabVIEW )
On utilise un timer de la carte TO ou T1, On programme ce timer pour qu'il délivre une
impulsion à l'état bas, synchronisée sur l'impulsion de passage par zéro délivrée par la carte
triac.
Le Vi Générer une impulsion retardée du jeu de Vi DAQ traditionnel est prévu pour ce
genre de travail. La commande de puissance est à envoyer sur l'entrée « Retard d'impulsion »
Consultez la doc de ce Vi pour plus d'information.
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