Sıfır Çapraz Devre Nedir?

Sıfır çapraz devre, bir sinüs dalgası veya alternatif akımın (AC) doğal formatının, amplitüdde sıfır voltta olduğu ve kontrol edilen devresine bir sinyal gönderdiği anı algılayan bir elektrik devresidir. Akkor lambalar ve ısıtıcılar gibi dirençli yükleri korumak için yüksek dalgalanma akımlarının önlenmesinde ve elektronik devrelere elektromanyetik parazit oluşturan yüksek dalgalanma akımlarının önlenmesinde çok faydalıdır. Sıfır çapraz devre, devre sırasında elektrik hattı voltajını iki kez algılar ve güç anahtarını devreye sokmadan önce anlık elektrik hattı voltajının sıfır olmasını sağlar. Sıfır çapraz devre olmadan, anahtar, ani bir yüksek akım akımına neden olan bir tepe voltaj seviyesinde devreye girebilir. Ayrıca, sıfır çapraz devre, AC beslemesinden tam güç elde etmek için AC yükünün voltaj döngüsünde yeterince erken açılmasını da sağlayabilir.

Elektromekanik röle devreleri sıfır çapraz devreden faydalanmaz, çünkü röle kontağı düşük direnç elde etmek için yeterince hızlı bir şekilde kapanamaz, şebekeden gelen AC gücü sıfır olduğunda, bu nedenle röle sürücüleri sıfır faz algılamamaktadır. Diğer yandan, yarı iletken anahtarlar çok hızlı bir şekilde anahtarlanabilir, böylece bu cihazlar sıfır çapraz devreden gelen sinyallerden yararlanır. Silikon kontrollü redresörler (SCR'ler), sıradan diyotlara çok benzeyen elektronik güç anahtarlarıdır ancak sıradan diyotların aksine, SCR'lerin ileri iletimin gerçekleşmesi için tetikleyici bir sinyale ihtiyacı vardır. Tetikleyici olayı meydana geldiğinde, akım tutma akımının üstünde iken SCR "açık" mandalları. Bir güç diyot köprüsüyle bir SCR iki yönlü modda çalışabilir ve tam AC gücünü AC yüklerine geçirebilir.

Alternatif akım için triyot (TRIAC), AC uygulamaları için bir elektromekanik röleye çok benzeyen AC uygulamaları için üç terminalli bir yarı iletken anahtardır, çünkü her iki yönde de akımları iletir. TRIAC tetiği aynı zamanda iki yönlü olduğundan, gerilim sıfır fazda olduğunda TRIAC'ı tetikleyen SCR kontrolünden farklıdır. TRIAC tetikleyicinin tedarikini basitleştirmek için tasarlanmış optik izolatör cihazları vardır. Optik izolatörler, ana güç devresini kontrol devresinden ayırarak güvenliği arttırır. Sıfır çapraz algılamaya özen gösteren sıfır çapraz ateşlemeli optik izolatörler bile vardır.

Sıfır çapraz devreler reaktif yüklerle biraz karmaşık hale gelir. Rezistif yüklerde fazdaki voltaj ve akımlar olacaktır. Dirençsiz yükler için tetikleme voltajlarını, endüktif veya kapasitif olabilen proses için faz açısı devrelerine ihtiyaç vardır. Örneğin, AC motorları bu cihazların saha ve rotor sargıları için kullanılan sargılar nedeniyle endüktiftir.

Endüktif yüklerdeki AC yük voltajı akımı yönlendirir. Sıfır çapraz devrede, ilgilenilen sıfır çapraz giriş, giriş voltajına referansla geciktirilmesi gereken akımdır. Çoğu endüktif yük kompanzasyon devresi, yük boyunca akım gecikmesine eşit bir açıyla geciktirilen sıfır çapraz devreye bir kontrol voltajı sağlayacaktır.