[INFERION]

Недавно в спешке нужно было собрать такой регулятор, т.к. в бойлере (7кВт) из-за перенапряжения (260V ночью) постоянно горели ТЭНы. В голове сразу же нарисовался симисторный стабилизатор мощности, пропускающий целые периоды (чтоб помех меньше создавать). Немного поковырявшись в современной элементной базе остановился на BTA41 и слепил для его управления такую вот схему:

Механизм работы достаточно простой, его показывает вот эта осциллограмма, снятая с него под нагрузкой в 1кВт:

У меня есть ЛАТР, с помощью которого я крутил входное напряжение от нуля и до >250V. Схема заводилась при напряжениях около 70V, на 215-ти наконец-то могла обеспечить заданное напряжение, которое продолжала держать при дальнейшем росте. Чем-то похоже на линейный регулятор, только импульсный . Естественно чем выше входное напряжение, тем больше периодов начинает пропускать. Пропускает привычно для моих программ - плотностно-импульсной модуляцией, стараясь как можно сильнее вытеснять шум квантования в ВЧ (аналогичным образом работают Сигма-Дельта ЦАП).

Что касается алгоритма, то МК с помощью АЦП вылавливает переход через ноль, ждёт некоторое время (0,5ms) и открывает симистор, если нужно. Заполнение вычисляется вот так:
Ton=T*Vout^2/Vin^2, где Vout^2 - опорная константа (210V), а Vin - среднее значение напряжения, которое АЦП интегрировал за активный период (когда симистор открыт и нагрузка просаживает сеть).
Имеется защита от перегрева симистора. Плавно ограничивает мощность, если радиатор разогреется до 90 градусов. Индикатор при этом загорается красным. Если он горит зелёным - всё хорошо, напряжения хватает. Синим - не катастрофа, но напряжение в сети просело ниже напряжения стабилизации. Однако если одновременно и перегреется, и напряжение просядет - загорится розовым, не успел я тогда это дело шлифонуть.

Что я бы ещё допилил:
1. Индикатор, но это не критично.
2. Способ запуска симистора. Ему требуется огромный ток, но очень короткий импульс. А так же некоторое напряжение на нагрузке, чтоб ток нагрузки надёжно его защёлкнул. Именно поэтому МК ждёт некоторое время перед импульсом. Это время довольно избыточно в большинстве случаев, и полезно было бы посылать пакет импульсов с периодом, скажем 0,1мс. Лишь бы хватило запаса энергии в электролите. Это позволит уменьшить ступеньку в начале каждого полупериода.
3. Симистор требует для запуска ток выше 50мА, что для одного пина многовато. Лучше заюзать свободные пины, чтоб помогали ему...
4. В качестве ИОН используется напряжение питания. Оно довольно стабильно и проблем не возникает, однако моя вредность бы заставила калибровать его по встроенному в МК ИОНу, чтоб вместо 79L05 можно было прицепить кусок говна и оно всё равно бы держало напряжение стабильно.
5. Относительно нуля имеется смещение в это самое напряжение (вниз на 5V), из-за чего МК получает разницу в значениях напряжений каждого полупериода, и так же неправильно определяет ноль. Но т.к. весь период он интегрирует, а те -2,5V вместо нуля при таких напряжениях незаметны - на работе это никак не сказывается...

Поскольку время поджимало я оставил это дело как есть, оно и сейчас работает хорошо.
Некоторые файлы для желающих повторить: TRIAC_Regulator.rar

Я даже сфотографировать законченное изделие не успел. Обидно, там довольно симпатично получилось. Собирать надо с достаточно хорошим теплоотводом (30...40W тепла необходимо отводить). Фланец тринистора изолирован от электродов, поэтому проблем с его креплением не возникнет. МК так же на плате расположен таким образом, чтоб иметь тепловой контакт с радиатором (в нём термодатчик). Между платой и радиатором всё необходимо залить силиконом, чтоб не стрельнуло, а сам радиатор заземлить.

P.S. На всякий случай предупреждаю: Масса в схеме НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЗЕМЛЁЙ, и должна быть гальванически развязана с корпусом устройства! Если вы не в курсе что такое 220/380V, и как маленькая искра превращается во всё пожирающую гигантскую дугу - лучше в такие вещи и не лезьте...

[ploop]

 Сообщение от INFERION :

Что касается алгоритма, то МК с помощью АЦП вылавливает переход через ноль

А чего компаратор не заюзал?

[INFERION]

МК непрерывно меряет напряжение, ему и самому нужно при интегрировании выпрямлять (переходить на другую арифметику после нуля), так что АЦП и сам рад сообщить когда ноль проскочил. Компаратор с ним синхронно работать не будет, а мне ведь нужно чётко на 512LSB границу проводить, а не по реальному нулю. Да и компаратору обвес подавай, лапы выделяй. Нафиг надо?..

[ploop]

А, ну если АЦП сам по себе нужен, то да, грех не использовать. Я думал только для детектирования нуля.

[INFERION]

Так а как же мне держать стабильно напряжение на выходе, одним лишь компаратором?

[ploop]

Я сначала не понял, думал это что-то типа диммера, без обратной связи. Потом перечитал...

Короче спать пора

[Vasiq]

А как же оптосимистор для гальванической развязки МК и основного симистора?

[INFERION]

А он нужен? Потом ещё отдельный блок питания с трансформатором лепить, чтоб МК был гальванически развязан с сетью, да? И это при том, что какие-либо органы управления отсутствуют. Смысл изолировать то, к чему доступ не требуется?

[Vasiq]

Безопасность - вот смысл. Все таки это сеть, и случ чего - все навернется сразу.

[INFERION]

Так может нам и сам симистор изолировать от сети, и ТЭН в бойлере? Безопасность . Я вообще и сам бойлер отключаю от сети, если лезу в душ. Стрёмно, но тут ещё можно понять почему. А вот в пылесосе регулятор не изолирован почему-то. В педальке от швейной машины тоже. 2,5кВ держит на пробой, никаких железок не торчит и нормально - всех всё устраивает. А вот зарядки от мобилок спокойно могут стрельнуть из-за грозы. Изоляция там в трансформаторе ради галочки. По-моему даже прецеденты были, кто-то погибал... Так что не в тех местах проблемы ищем. Изолировать платку размером с сам симистор, когда она никакими проводами и элементами не выползает за пределы самого же симистора - странно...

[Vasiq]

Здесь Вы правы, но мое ИМХО - нужно делать девайсы максимально безопасными, если это возможно, особенно, когда речь идет о 2..3х детальках.

[Rime]

А я вот полностью согласен с Инферионом в данном случае.
Есть такая мания у некоторых - Как??!! А где же развязка, гальваническая??!!!
- Где, где...... Там!
Порой такое гавно ваяют, что блин не то что использовать, смотреть страшно и противно - зато с развязкой.

Если отсутствие развязки никому и ничему не угрожает, и при этом здорово экономит габариты - то вполне можно без неё обойтись.

[ghfcnbnenrfv]

я новичек в этом деле с МК,но хочется повторить,с паяльником дружу,вот с программированием неочень,подскажите как прошить ATTINY25,в архиве файл для spl7 , нужен hex да?

[INFERION]

В архиве всё есть. Схема, плата, хекс, дудка для прошивания через FT232RL, батники с набором инструкций, прошивающие всё вместе с фьюзами, и даже исходник для AVR Studio 4.

Число-импульсное управление вызывает весьма заметное дёрганье освещения, возможно фазовое управление было бы лучше.

[Разряд]

Развязка нужно и точка! А как же работы по сети. Отдельный девайс уже неактуально. Умная система управления вот это куда круче.
Я в регуляторе мощности до 300Вт применял развязку и для нагрузки. Так проще получилось входной преобразователь развязывает всё, а выходом управлять легче и мерить и прочие прелести.

[INFERION]

Разряд, не в тему. ТЗ описано вполне конкретно, и задача решена оптимальнее некуда. Не нужны димеры с умного дома бойлеру. Термостат - да, но он уже имеется. Если простые решения ну никак вообще не привлекают (пофиг что работает компактно и надёжно - вот просто не круто) - в соседней ветке есть диммер со всеми плюшками. Хоть через блютус управляй с компа. Только за цену на пару ноликов больше в гаражный кооператив, только чтоб ТЭНы не горели - простой не шарящий в IT делах народ такое ставить не будет.

Какая развязка? Куда и зачем её там совать? Может в каждую розетку по развязке? А чё? По трансформатору на 2 киловатта в стену позамуровывать и всё отлично будет!.. Правда, нужно оно только тебе и непонятно зачем... Пылесосы на помойку? Там же регулятор и двигатель без развязки - какой кошмар! И швейные машинки туда же. Миксеры, кофемолки. Да вообще всё что от розетки питается. И розетку туда же. Вообще всё аж до самого трансформатора)...

P.S. Радиомодулю (или ИК каналу) гальваническая развязка не требуется. Т.е. не требуется сложный AC-DC преобразователь или линейный БП на питание низковольтной части, и оптосимистор. Если требуется именно проводное решение - грамотная система всё равно имеет трансформаторную развязку, если линия длинная (как в сетевых картах, модемах и т.п.) с пробоем выше 2,5кВ. Так что и тут гальваническая развязка слабосигналки с сетью не актуальна...

[Разряд]

 Сообщение от INFERION :

Какая развязка?

Но в моём варианте было много за неё и нечего против. Самое главное требование 100% мощности от 150В переменки по любому преобразователь входной, остальное думаю не интиресно.
К слову вообще у нас проект если с сервера код не приходит в течении заданного времени девайс теряет работоспособность (но конечно некоторые девайсы могу взять на себя обязанность отправки кода на всякий, в любом случае разобранная система работать не должна).

[ghfcnbnenrfv]

rebeat,ne polucaetsea prowiti cerez dudku,podskajite pojaluista fiusi dlea attiny 25 dlea ponyprog,esli ne slojno

[dmitri67]

на какой частоте работает этот контроллер?

[INFERION]

dmitri67, в коде вижу строку:

cpi R28, 0xDF ;Лимит по времени 7,14ms (макс. частота 70Гц)

Делаю вывод, что до 70Гц, если не править код. Думаю несложно и на 400Гц подправить.
Если речь идёт о МК - скорее всего 8МГц. В исходнике не написано, а сам я уже не помню. Можно глянуть по фъюзам в соответствующем батнике.