Com que rapidez posso pedalar um SSR AC?

Tenho uma configuração de PID / aquecedor que estou dirigindo com um arduino. Estou usando o relé de estado sólido Opto 22 MP240D4 para alternar entre 1A 120V 60 Hz (aquecedor resistivo). Não está claro na folha do produto ou na folha de dados se é ou não um cruzamento cruzado zero. Além disso, apenas um pouco de contexto, a aplicação é um elemento de aquecimento de massa muito baixo, por isso é um pouco incomum da perspectiva de plantas PID típicas.

Desejo minimizar a granularidade da modulação de largura / densidade do pulso para obter o melhor desempenho do sistema.

Obviamente, meu limite superior absoluto é 120 Hz, já que esse é o número de cruzamentos zero. Mas há algum dano (em termos de fadiga térmica, tensões no chip, etc.) em executá-lo em alta velocidade de pulso?

Além disso, existe alguma vantagem na modulação por largura de pulso ou densidade de pulso?

Não há mal nenhum em ativar ou desativar um SSR com cruzamento de zero a cada cruzamento de zero.

Eu fiz exatamente isso uma vez em um sistema que tinha que controlar 24 aquecedores simultaneamente. O algoritmo de controle produziu um valor de 0 a 255, proporcional ao quanto cada aquecedor deveria ser acionado. Os níveis baixos usaram um algoritmo de Bresenham para decidir a cada meio ciclo se cada aquecedor deve estar ligado no próximo ciclo hal. Funcionou muito bem.

Não se preocupe em ligar e desligar a 120 Hz, mas como você mencionou, você está limitado a uma largura de pulso de 1/120 Hz. Se você estiver operando diretamente a partir de um comutador de parede, poderá usar 1/2 ciclo como sua largura de pulso mínima, mas se estiver executando um transformador, use um número par de semiciclos para evitar que haja um viés de CC.

A modulação por largura de pulso é natural aqui, já que sua taxa de pulso sempre será um múltiplo de 120. Em um aplicativo de aquecimento, um PWM de 8 bits com feedback ativando "uma vez" a cada 2,13 (256/120) segundos e "off" em um limite de 120 ou 60 segundos deve ser bom se a resistência da carga for apropriada.

Concordo com @JackCreasey, não há nada na folha de dados que diga zero crossing.

Você pode obter um alias, dependendo da sua frequência. Os SCRs permanecerão ativados pelo restante do meio ciclo, independentemente de quando você os acionar.

Eu sugiro ir com um mínimo de 2 segundos de ciclo, especialmente se você não quiser sincronizar com as passagens de zero da rede, um pouco mais seria melhor. A menos que você tenha um motivo realmente bom, rápido o suficiente para configurações térmicas. Geralmente, 10 a 20 segundos é mais do que suficiente (exceto em aquecedores infravermelhos que mudam a temperatura significativamente em segundos).

Cerca de um ciclo de 2-3 segundos é o pior caso para causar fadiga térmica nos semicondutores de potência. Alguns anos atrás, vimos uma confusão de vários milhões de dólares causada pela fadiga dos títulos de matriz, causando superaquecimento e falha (normalmente no estado) dos semicondutores de potência. Os modernos são melhores e ajudam a manter-se longe da classificação máxima.