Cómo calcular el desplazamiento de cruce por cero en una fuente de alimentación capacitiva sin transformador

Estoy trabajando en un circuito alimentado por una fuente de alimentación capacitiva sin transformador, que es un proyecto de conmutación triac basado en un microcontrolador para cargas resistivas.

Tomé el diseño básico de la fuente de alimentación de la Nota de aplicación AN954 de Microchip :

fuente de alimentación capacitiva

Estoy usando 1uF para C1 y 5.6V para D1, ya que permiten una carga ligeramente mayor. También estoy en el Reino Unido, por lo que funciona con 240v @ 50Hz.

Adjunté un pin de interrupción en el microcontrolador al punto marcado con un círculo rojo en el esquema a través de una resistencia de 100K, para poder detectar el cruce por cero. Sin embargo, como se trata de una fuente de alimentación capacitiva, el punto de cruce por cero detectado está desfasado con el cruce por cero real.

Si simulo el circuito , puedo ver que está desfasado aproximadamente 270 °, sin embargo, no estoy seguro de si esto es solo por casualidad según los valores de los componentes que he elegido, o si este circuito siempre produciría un cruce por cero exactamente 270° hacia afuera.

¿Hay alguna manera de calcular matemáticamente (¡no demasiado avanzada!) exactamente cuál es el desplazamiento, de modo que pueda compensarlo con precisión en el firmware?

El cruce por cero depende en gran medida de los valores exactos de los diversos componentes (incluida la carga Vout) y la frecuencia de la red. 270 grados suena como un capacitor ideal, dudo que logres ponerlo en práctica. Creo que todo depende de su aplicación exacta. Creo que debería usar su microcontrolador para medir, predecir y mejorar la predicción de los cruces por cero, no tratando de calcularlos como tiempos exactos.

Respuestas (1)

El ángulo calculado es accidental, no es un valor fiable. Para demostrar cuán poco confiable es, imagine que el capacitor es de 1 pF. El ángulo será cercano a cero, << mucho menos << que 270.

Sugeriría agregar un optoacoplador con diodo y resistencia de alto voltaje, leer el cruce por cero con una estimación precisa de la relación de transferencia actual del optoacoplador, los retrasos conocidos de las piezas y los retrasos conocidos del software. Aunque con voltajes altos (por encima de 300 V), el acoplador debe ser del tipo de corriente súper baja, por ejemplo, con LED que requiere menos de 1 mA para ser detectable.

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