Co je to nulový křížový obvod?
Nulový křížový obvod je elektrický obvod, který detekuje okamžik, kdy sinusová vlna nebo přirozený formát střídavého proudu (AC) je v amplitudě nulového napětí a vyšle signál do svého kontrolovaného obvodu. Je velmi užitečný při prevenci vysokonapěťových proudů pro ochranu odporových zátěží, jako jsou žárovky a ohřívače, a při prevenci vysokonapěťových proudů, které generují elektromagnetické rušení elektronických obvodů. Nulový křížový obvod detekuje napětí napájecího vedení dvakrát během cyklu a před zapnutím vypínače se ujistí, že okamžité napájecí napětí je nulové. Bez nulového křížového obvodu by se spínač mohl zapojit při špičkové úrovni napětí, která způsobí náhlý vysokonapěťový proud. Kromě toho může nulový křížový obvod také zajistit, že střídavé zatížení je zapnuto dostatečně brzy v napěťovém cyklu, aby bylo dosaženo plného výkonu ze střídavého napájení.
Elektromechanické reléové obvody nevyužívají nulových křížových obvodů, protože kontakt relé nelze dostatečně rychle uzavřít, aby bylo dosaženo nízkého odporu, zatímco střídavé napájení ze sítě je na nule, a proto ovladače relé nezjistí nulovou fázi. Na druhé straně polovodičové spínače jsou schopné přepínat velmi rychle, takže tato zařízení těží ze signálu z nulového křížového obvodu. Křemíkem řízené usměrňovače (SCR) jsou elektronické výkonové spínače, které se chovají podobně jako běžné diody, ale na rozdíl od běžných diod vyžadují SCR spouštěcí signál, než dojde k dopřednému vedení. Když dojde ke spouštěcí události, SCR zablokuje „on“, zatímco proud je nad jeho udržovacím proudem. S můstkem výkonové diody může SCR pracovat v obousměrném režimu a být schopen přepínat plný střídavý výkon na střídavé zátěže.
Trioda pro střídavý proud (TRIAC) je třípólový polovodičový spínač pro střídavé aplikace, který je velmi podobný elektromechanickému relé, protože vede proudy v obou směrech. Liší se od SCR řízení, protože spouštěč TRIAC je také obousměrný, který spouští TRIAC pokaždé, když je napětí v nulové fázi. Existují optická odpojovací zařízení, která jsou navržena tak, aby zjednodušila poskytování spouštěče TRIAC. Optické izolátory zvyšují bezpečnost oddělením hlavního napájecího obvodu od řídicího obvodu. Existují dokonce optické izolátory, které se starají o detekci nulového křížení.
Nulové křížové obvody se s reaktivními zátěžemi komplikují. Odporové zátěže budou mít napětí a proudy, které jsou ve fázi. Fázové úhlové obvody jsou potřebné pro zpracování spouštěcího napětí pro odporové zátěže, které mohou být induktivní nebo kapacitní. Například střídavé motory jsou induktivní kvůli vinutím používaným pro vinutí polí a rotorů těchto zařízení.
Napětí střídavého proudu v induktivních zátěžích vede proud. V nulovém křížovém obvodu je nulovým křížovým zájmem proud, který musí být zpožděn s ohledem na vstupní napětí. Většina indukčních obvodů pro kompenzaci zátěže by poskytla řídicí napětí nulovému křížovému obvodu, které je zpožděno o úhel rovný aktuálnímu zpoždění napříč zátěží.