O que é um circuito cruzado zero?
Um circuito cruzado zero é um circuito elétrico que detecta o instante em que uma onda senoidal, ou o formato natural de corrente alternada (CA), está a zero volts de amplitude e envia um sinal ao seu circuito controlado. É muito útil na prevenção de correntes de alta oscilação para proteger cargas resistivas, como lâmpadas e aquecedores incandescentes, e na prevenção de correntes de alta oscilação que geram interferência eletromagnética nos circuitos eletrônicos. O circuito cruzado zero detecta a tensão da linha de energia duas vezes durante o ciclo e garante que a tensão instantânea da linha de energia seja zero antes de acionar o interruptor de energia. Sem o circuito cruzado zero, o comutador pode se engatar em um nível de tensão de pico que causa uma corrente brusca de alta tensão. Além disso, o circuito cruzado zero também pode garantir que a carga CA seja ligada cedo o suficiente no ciclo de tensão para obter energia total da fonte CA.
Os circuitos eletromecânicos de relé não se beneficiam de zero circuitos cruzados porque o contato do relé não pode fechar rápido o suficiente para obter baixa resistência enquanto a energia CA da rede elétrica está em zero, razão pela qual os drivers de relé não detectam fase zero. Os comutadores de semicondutores, por outro lado, são capazes de mudar muito rapidamente, de modo que esses dispositivos se beneficiam do sinal de um circuito cruzado zero. Os retificadores controlados por silício (SCRs) são interruptores eletrônicos que se comportam de maneira semelhante aos diodos comuns, mas, diferentemente dos diodos comuns, os SCRs precisam de um sinal de gatilho antes que a condução direta ocorra. Quando o evento de disparo ocorre, o SCR trava "on" enquanto a corrente está acima da corrente de retenção. Com uma ponte de diodo de energia, um SCR pode funcionar no modo bidirecional e poder alternar a energia CA total em cargas CA.
O triodo para corrente alternada (TRIAC) é um comutador semicondutor de três terminais para aplicações CA que é muito parecido com um relé eletromecânico porque conduz correntes nas duas direções. Difere do controle SCR, pois o gatilho TRIAC também é bidirecional, que aciona o TRIAC toda vez que a tensão está na fase zero. Existem dispositivos isoladores ópticos projetados para simplificar o fornecimento do gatilho TRIAC. Os isoladores ópticos promovem segurança, separando o circuito de energia principal do circuito de controle. Existem até isoladores ópticos de disparo cruzado zero que cuidam da detecção cruzada zero.
Circuitos cruzados zero se tornam um pouco complicados com cargas reativas. Cargas resistivas terão tensões e correntes em fase. São necessários circuitos de ângulo de fase para processar as tensões de disparo de cargas não resistivas, que podem ser indutivas ou capacitivas. Por exemplo, os motores CA são indutivos devido aos enrolamentos usados nos enrolamentos de campo e rotor desses dispositivos.
A tensão de carga CA em cargas indutivas conduz a corrente. Em um circuito de cruzamento zero, o cruzamento de interesse zero é a corrente que deve ser atrasada com referência à tensão de entrada. A maioria dos circuitos de compensação de carga indutiva forneceria uma tensão de controle para o circuito cruzado zero que é atrasado por um ângulo igual ao atraso de corrente na carga.