牛刀杀鸡，自制10KW过零调功器驱动25w灯泡

leowood · 发表于 2024-8-29 09:37:03

本帖最后由 leowood 于 2024-8-29 10:06 编辑

之前自制过不少调相的可控硅调压器，主要问题是：

- 斩波导致波形不完整，EMI干扰严重。
- 调相的电压和功率变化曲线是个谜，做的再好的模拟调相，起步进和线性都是个灾难，即，你不知道电位器什么位置，电压是多少，功率是多少，两端经常有非常明显的死区，手感毫不丝滑。
一直有心做一个过零调功器，苦于没有精力，直到在黄鱼发现一个好东西，瑞士 RJ1P 五功能模拟量固态继电器

功能框图和调功模式的介绍如下：

功能1：调相，即可控硅斩波调功，但这个是单片机数字控制的，即输出功率严格按照输入控制信号比例来，这个输入控制信号是0~10V，意味着0伏输入完全关闭，10V 99%功率输出， 1V就是精确的10%功率输出（注意，不是10%电压输出），我用横河功率计验证了这个比例输出是准确的。

功能2：周波调功，波形近似均匀分布，这个英语有个术语，叫full cycle firing，每64个波形中，均匀导通其中1个到64个，比如每隔一个波形导通就是50%输出功率，如果是设定10%呢？是导通6.4个波形吗？不是，因为这个是是以整个周波为基数，所以实际在64个中导通完整的6个波形，这个时候实际是做不到均匀的波形分布的，波形会四舍五入，所以只能说近似均匀。

功能3：点射模式，或者叫连发模式，英语的术语叫burst firing mode，这个是什么意思呢？就是某个时间内，根据输入信号大小，连续导通n个波形，然后休息，比如MODE 3 是1秒模式，我设置输入信号是10%，即1V输入，因1秒总共有50个完整波形（50Hz 工频市电），那么这个模拟固态继电器可以输出前5个完整波形，而后面45个波形完全关闭。

功能4，也是点射模式，不过时间间隔是3秒，意味着3秒150个波形，可以任意输出1到150个，调功分辨率超过1%

功能5，也是点射模式，不过时间间隔增加到10秒，意味着500个波形，你可以任意取1到500个之间，调功精度可以达到0.2%，你想到了什么？可以用来精确控制工频变压器点焊机来控制点焊时间，你可以输出一个波形，也可以输出两个波形。

因为是拆机论坛，所以拆开一个大家看看

居然两个PCB 的颜色都不一样，做工没想象的工整，生产产地是马耳他，非常罕见的地方。

于是顺手买了些材料把这个货给组起来，包括：
C45导轨一条，2块钱
0~10V 信号发生器一个30多块钱
导轨插座一个， 10多块钱
明纬24v 导轨电压一个， 20多块钱，实测性能非常好，满载电流调整率0.1%，纹波峰值15mV，都只有规格值的十分之一，性能余量非常大。
2.5平方硬铜线若干，AWG 14 电源线一根

换个角度看看

开始用了个细的电源线，上了一个3KW热水壶，用热像看了下，赶紧换成14AWG粗线了

开始实测，选择MODE3，即1秒连发模式，选择输入电压0.2V，意味着1/50功率，即每秒只输出一个完整正弦波。我们看下

居然号称过零触发，但实际是100v电压抑制，要到100v 才打开？

先不管波形，看看是不是只输出了一个脉冲波形？确实是

再减少时基触发一个，孤零零一个正弦波，说明功能是正常的

现在来研究这个所谓过零触发但实际是100v 对调功的影响了，先来换算下，这个100v相位角是多少？实测大概是1.1mS，即1.1/20ms*360度=19.8mS

那么18mS导通角，换成阻性负载的功率损失是多少呢？我们问下chatgpt

先问100v左右的过零导通值，大概是多少度导通角？

AI的回答和我自己测试的一样，大概是19.4度。

再问AI， 100V导通，有效电压相差多少？ chatgpt回答，RMS电压损失了2.84%

我再继续问，如果是功率损失呢？

所以结果出来了，虽然看上去并不是理想零点导通，是100v才导通，导通角在20度左右，但实际功率损失才0.98%，不到1%，所以对实际最大输出功率影响极小，怪不得规格书中写到最大输出功率是99%，而不是100%。

为什么这个固态继电器设置的导通角这么大，0点导通电压这么高呢？查了下资料，是怕感性负载导致开关不可靠，所以设置了一个较大的导通角，于是又记起当时测试欧姆龙固态继电器的导通电压是30v，快达固态继电器的导通电压是10v，看来实际上对调功影响都不大，小于100V对调功最大输出，都没什么太大损失。

https://www.mydigit.cn/thread-468068-1-1.html

好了，开始让这个调功器正式干活了，上灯泡！

算了，视频上传容量被限制了。