Što je nulti križni krug?

Nulti križni krug je električni krug koji detektira trenutak kada je sinusni val, ili prirodni format izmjenične struje (AC), amplitude nula volti i šalje signal svom kontroliranom krugu. Vrlo je koristan u sprječavanju struja visokih prenapona za zaštitu otpornih opterećenja kao što su žarulje sa žarnom niti i grijači te u sprječavanju struja visokog prenapona koje stvaraju elektromagnetske smetnje elektroničkim sklopovima. Nulti križni krug detektira napon strujnog voda dva puta tijekom ciklusa i osigurava da je trenutni napon dalekovoda nula prije uključivanja prekidača za napajanje. Bez nultog križnog kruga, sklopka bi se mogla uključiti na vršnoj razini napona koja uzrokuje nagli nagli udar struje. Štoviše, nulti križni krug također može osigurati da se AC opterećenje uključi dovoljno rano u ciklusu napona kako bi se dobila puna snaga iz AC napajanja.

Elektromehanički relejni krugovi nemaju koristi od nulti križnih krugova jer se kontakt releja ne može zatvoriti dovoljno brzo da bi se postigao nizak otpor dok je izmjenična struja iz mreže na nuli, zbog čega upravljački programi releja ne otkrivaju nultu fazu. Poluvodički prekidači, s druge strane, mogu se vrlo brzo prebacivati, tako da ovi uređaji imaju koristi od signala iz nultog križnog kruga. Silicijski kontrolirani ispravljači (SCR) su elektronički prekidači napajanja koji se ponašaju slično kao obične diode, ali za razliku od običnih dioda, SCR-ovima je potreban signal okidača prije nego što se dogodi provođenje naprijed. Kada se dogodi okidač, SCR se zaključava dok je struja iznad svoje struje zadržavanja. S energetskim diodnim mostom, SCR može raditi u dvosmjernom načinu rada i moći prebaciti punu izmjeničnu struju u AC opterećenja.

Trioda za izmjeničnu struju (TRIAC) je poluvodički prekidač s tri terminala za primjenu izmjenične struje koji je vrlo sličan elektromehaničkom releju jer provodi struje u oba smjera. Razlikuje se od SCR kontrole jer je okidač TRIAC također dvosmjeran, što pokreće TRIAC svaki put kada je napon na nultoj fazi. Postoje optički izolatori koji su dizajnirani da pojednostave pružanje TRIAC okidača. Optički izolatori promiču sigurnost odvajanjem glavnog strujnog kruga od upravljačkog kruga. Postoje čak i optički izolatori s nultim križanjem koji se brinu o detekciji nulte križanja.

Nulti križni krugovi postaju malo komplicirani s reaktivnim opterećenjem. Otpornička opterećenja će imati napone i struje koji su u fazi. Krugovi faznog kuta potrebni su za obradu napona okidača za neotporna opterećenja, koja mogu biti induktivna ili kapacitivna. Na primjer, AC motori su induktivni zbog namota koji se koriste za namote polja i rotora ovih uređaja.

Izmjenični napon opterećenja u induktivnim opterećenjima vodi struju. U nultom križnom krugu, nulti križ od interesa je struja koja se mora odgoditi u odnosu na ulazni napon. Većina induktivnih sklopova za kompenzaciju opterećenja osigurala bi upravljački napon nultom križnom krugu koji je odgođen za kut jednak trenutnom zaostatku u opterećenju.