Gli elementi riscaldanti sono progettati per sopportare le sollecitazioni meccaniche dovute ai cicli termici. Accenderli e spegnerli molte volte di solito non causa problemi.

Una cosa da considerare è la costante di tempo che intercorre tra l'applicazione di potenza a un elemento riscaldante al cambiamento di temperatura in qualunque cosa venga riscaldata. Molto probabilmente questo è molto più lungo di un ciclo di linea elettrica. Ciò significa che il PWM può essere piuttosto lento ma comunque molto più veloce di quanto il sistema possa rispondere. Spesso puoi disporre di semicicli dell'intera linea di alimentazione completamente accesi o completamente spenti.

Guarda attraverso le offerte di relè a stato solido e vedrai che ci sono due tipi fondamentali. Uno cambia immediatamente in base al segnale di ingresso e l'altro cambia al successivo passaggio per lo zero della linea elettrica. Tu vuoi il secondo. La commutazione a zero crossing riduce notevolmente il rumore irradiato e condotto.

Una volta ho fatto un progetto in cui un PIC 18 doveva controllare 24 riscaldatori azionati dalla linea di alimentazione e controllati da relè a stato solido. Per ogni relè, è sufficiente calcolare se deve essere su questo semiciclo della linea di alimentazione. Ciò richiede pochissimi calcoli e più riscaldatori possono essere facilmente gestiti da un piccolo microcontrollore come un PIC 18.

Invece di un PWM tradizionale con un periodo fisso e un ciclo di lavoro variabile, ho usato un algoritmo di Bresenham per decidere lo stato on / off ogni mezzo ciclo. Il resto del sistema ha fornito un valore 0-255 per ogni riscaldatore per indicare quanto duramente dovrebbe essere guidato, con 0 che è completamente spento e 255 che è completamente acceso. Per ogni riscaldatore, conservare un accumulatore a 8 bit. Ogni ciclo (dell'algoritmo, che è ogni 1/2 ciclo della linea di alimentazione), aggiungere il livello di azionamento desiderato da 0 a 255. In caso contrario, tenere spento il riscaldatore per quel ciclo. Durante il trasporto, accendi il riscaldatore e sottrai 255 dal byte, che equivale ad aggiungere 1. Questo è tutto. Sì, è davvero così facile.

Il contenuto di frequenza nel caso peggiore è ancora 255 cicli, come sarebbe con PWM, ma i valori intermedi hanno un contenuto di frequenza inferiore a causa della natura intrinseca di dithering dell'algoritmo di Bresenham. In ogni caso, ipotizzando una frequenza di rete di 50 Hz, il pattern si ripeterà ogni 2,6 secondi indipendentemente dal metodo utilizzato.

Accenderlo e spegnerlo utilizzando un SSR zero-crossing e una base dei tempi di 10 o 30 secondi non causerà EMI significative (perché sta cambiando ai passaggi per lo zero).

Potrebbe causare uno sfarfallio della luce discutibile se le spie sono sullo stesso circuito, allo stesso modo in cui a volte le stampanti laser e le fotocopiatrici provocano lo sfarfallio. Non dovrebbe causare alcun effetto evidente su cose che non si trovano sullo stesso circuito.

I dimmer e il PWM ad alta frequenza possono causare problemi di rumore / EMI, ma questo non è un problema con il PWM a bassa frequenza con commutazione zero crossing.

Il PWM normale non è adatto per la commutazione degli elementi riscaldanti. Semplicemente perché gli elementi riscaldanti sono molto lenti a rispondere ai cambiamenti di corrente. Ci vuole tempo perché si riscaldino e si raffreddino. Molto molto più a lungo di cose come motori o LED.

Quindi devi usare una tecnica nota come "Slow PWM", che è un po 'come PWM in quanto hai un ciclo di lavoro on / off e il rapporto tra uno e l'altro definisce la corrente media, ma il periodo (o base dei tempi) del PWM è considerevolmente più lungo.

Invece di passare a 500Hz, 1KHz, 20KHz o qualsiasi altra cosa, è necessario cambiare a frazioni di Hz, ad esempio 0,25 Hz o una base dei tempi di 4 secondi. È possibile utilizzare anche basi dei tempi più lunghe, come i 30 secondi menzionati nella risposta di Sphero.

Inoltre è da tenere in considerazione il fatto che anche quando un elemento riscaldante è "spento", è ancora molto caldo e riscaldando l'area circostante. Di conseguenza la temperatura della cosa che stai cercando di riscaldare continua a salire anche dopo aver spento la resistenza.

Io stesso ho un forno a rifusione fatto in casa con una coppia di resistenze. Questi li sto cambiando a intervalli non superiori a 1 secondo, ma non sto usando PWM per loro. Invece sto usando un algoritmo predittivo che cerca di stimare a cosa la temperatura continuerà a salire dopo che la corrente è stata rimossa e rimuovere la corrente in un punto adatto prima che la temperatura target sia stata raggiunta. Utilizza la pendenza delle temperature registrate nel tempo, insieme a una costante di estensione del calore determinata manualmente.

Sto utilizzando un controller pwm economico sul mio elemento di riscaldamento dell'acqua (3kw) regolato fino a 600 watt. Questo è un modo per massimizzare il mio utilizzo solare da un sistema collegato alla rete per un periodo di tempo.relè che aumenterà la potenza se necessario presto al mattino e a tarda notte se necessario. Lo faccio funzionare da oltre 12 mesi senza problemi.

Vorrei sottolineare che molti termoregolatori REX 100, SESTOS D1S-VR ecc. utilizzano un SSR standard e un PWM standard per controllare gli elementi.Funziona bene per me che uso entrambi questi controller.