Co to jest zerowy obwód krzyżowy?
Zerowy obwód krzyżowy to obwód elektryczny, który wykrywa moment, w którym fala sinusoidalna lub naturalny format prądu przemiennego (AC) ma amplitudę zerową i wysyła sygnał do swojego obwodu kontrolowanego. Jest to bardzo przydatne w zapobieganiu wysokim prądom udarowym w celu ochrony obciążeń rezystancyjnych, takich jak żarówki i grzejniki, oraz w zapobieganiu wysokim prądom udarowym, które wytwarzają zakłócenia elektromagnetyczne w obwodach elektronicznych. Zerowy obwód krzyżowy wykrywa napięcie linii energetycznej dwa razy podczas cyklu i upewnia się, że chwilowe napięcie linii energetycznej wynosi zero przed włączeniem przełącznika zasilania. Bez zerowego obwodu krzyżowego przełącznik mógłby zadziałać przy szczytowym poziomie napięcia, który powoduje nagły wzrost prądu udarowego. Ponadto zerowy obwód krzyżowy może również zapewnić włączenie obciążenia prądu przemiennego wystarczająco wcześnie w cyklu napięcia, aby uzyskać pełną moc z zasilacza prądu przemiennego.
Elektromechaniczne obwody przekaźnika nie korzystają z zerowych obwodów krzyżowych, ponieważ styk przekaźnika nie może zamknąć się wystarczająco szybko, aby uzyskać niską rezystancję, gdy napięcie prądu przemiennego z sieci jest zerowe, dlatego sterowniki przekaźnika nie wykrywają fazy zerowej. Z drugiej strony przełączniki półprzewodnikowe są w stanie przełączać się bardzo szybko, więc urządzenia te korzystają z sygnału z zerowego obwodu krzyżowego. Prostowniki sterowane krzemem (SCR) to elektroniczne przełączniki zasilania, które zachowują się podobnie jak zwykłe diody, ale w przeciwieństwie do zwykłych diod, SCR potrzebują sygnału wyzwalającego, zanim nastąpi przewodzenie do przodu. Kiedy wystąpi zdarzenie wyzwalające, SCR blokuje się „on”, gdy prąd przekracza swój prąd trzymania. Dzięki mostkowi diod mocy SCR może pracować w trybie dwukierunkowym i być w stanie przełączyć pełną moc prądu przemiennego na obciążenia prądu przemiennego.
Trioda prądu przemiennego (TRIAC) to trzy-zaciskowy półprzewodnikowy przełącznik do zastosowań prądu przemiennego, który jest bardzo podobny do przekaźnika elektromechanicznego, ponieważ przewodzi prądy w obu kierunkach. Różni się od sterowania SCR, ponieważ wyzwalacz TRIAC jest również dwukierunkowy, co wyzwala TRIAC za każdym razem, gdy napięcie jest w fazie zerowej. Istnieją optyczne urządzenia izolujące zaprojektowane w celu uproszczenia dostarczania wyzwalacza TRIAC. Izolatory optyczne zwiększają bezpieczeństwo poprzez oddzielenie głównego obwodu zasilania od obwodu sterowania. Istnieją nawet izolatory optyczne z zerowym odpalaniem krzyżowym, które dbają o wykrywanie zera krzyżowego.
Zerowe obwody krzyżowe stają się nieco skomplikowane z obciążeniami biernymi. Obciążenia rezystancyjne będą miały napięcia i prądy, które są w fazie. Obwody kąta fazowego są potrzebne do przetwarzania napięć wyzwalających dla obciążeń nieopornych, które mogą być indukcyjne lub pojemnościowe. Na przykład silniki prądu przemiennego są indukcyjne ze względu na uzwojenia używane do uzwojenia pola i wirnika tych urządzeń.
Napięcie prądu przemiennego w obciążeniach indukcyjnych przewodzi prąd. W zerowym obwodzie krzyżowym zerowy krzyż zainteresowania to prąd, który należy opóźnić w stosunku do napięcia wejściowego. Większość obwodów kompensacji obciążenia indukcyjnego zapewnia napięcie sterujące do zerowego obwodu krzyżowego, które jest opóźnione o kąt równy opóźnieniu prądu na obciążeniu.