Перейти к содержанию

Переход через ноль

Включение при переходе через ноль — способ коммутации переменного тока, при котором ключ открывается только в начале полупериода, когда напряжение сети почти нулевое. Так не возникает резкого скачка тока и связанных с ним помех.

Обновлено Редакция GAW

Переход через ноль (zero crossing, ZC) — момент, когда мгновенное напряжение сети переменного тока меняет знак. Ключи с синхронизацией по переходу через ноль включают нагрузку только около этого момента: если команда пришла посреди полупериода, включение откладывается до начала следующего.

В фотосимисторах — оптопарах для управления симисторами — детектор нуля встроен прямо в кристалл. У MOC3041 по даташиту onsemi выход не включится, пока напряжение на нём больше 20 В; в этом состоянии через него течёт лишь ток утечки до 2 мА. Vishay в обзоре фотосимисторов делит их на две группы:

ТипКогда включаетсяГде применяют
Без перехода через ноль (NZC)сразу, в любой точке полупериодадиммеры, фазовое управление мощностью, двигатели
С переходом через ноль (ZC)только около нуля напряжениянагреватели, соленоиды, контакторы, твердотельные реле

Vishay отмечает ещё одно преимущество включения в нуле: индуктивная нагрузка получает весь полупериод на нарастание тока. В примере из документа контактор, включённый посреди полупериода, не успевал набрать ток для срабатывания, а при включении в нуле срабатывал уверенно.

Детектор нуля не обязан быть в оптопаре: его делают на компараторе или оптопаре, следящей за сетью, а момент включения отсчитывает микроконтроллер. Так строят диммеры с фазовым управлением на оптопарах вроде MOC3021. Помехи и выбросы при выключении индуктивной нагрузки гасит снаббер, а общее устройство оптопар разобрано в статье «Оптопары».

Частые вопросы

Зачем включать нагрузку при переходе через ноль?

Чтобы ток нарастал плавно с начала полупериода, а не скачком от амплитуды сети. Резкий скачок создаёт помехи, которые расходятся по сети и излучаются, — onsemi прямо называет уменьшение этих помех целью перехода через ноль.

Можно ли сделать диммер на MOC3041?

Нет. Оптопара с переходом через ноль включается только в начале полупериода, а диммеру нужно открывать симистор в любой момент — в этом и состоит фазовое управление. Для диммеров берут оптопары без детектора нуля, например MOC3021, а момент включения отсчитывает микроконтроллер от сигнала отдельного детектора нуля.

Что такое напряжение запрета у оптопары с переходом через ноль?

Напряжение на выходе, выше которого встроенная схема не даёт фотосимистору включиться, даже если светодиод горит. У MOC3041 по onsemi оно не больше 20 В: если светодиод включили посреди полупериода, выход откроется только в начале следующего.

Источники

  1. Vishay. Application Note 34: Phototriac Basics (doc. 84780, revision 28-Sep-2018) — фотосимисторы с переходом через ноль (ZC) и без него (NZC); при включении в нуле индуктивная нагрузка получает весь полупериод на нарастание тока; детектор нуля можно собрать и отдельно
  2. onsemi. MOC3031M … MOC3043M: 6-Pin DIP Zero-Cross Triac Driver Output Optocoupler (MOC3043M/D, Rev. 4, September 2022) — напряжение запрета включения — до 20 В; утечка в запрещённом состоянии — до 2 мА

Нашли ошибку?

Смотрите также