Se usa un detector de cruce por cero para encontrar el punto donde una onda cruza los 0 puntos de voltaje en la onda. Esto se puede utilizar para generar una señal de temporización, pero se usa con mayor frecuencia para controlar un interruptor de CA. Al encender o apagar el interruptor cuando el voltaje es 0, hay menos tensión en el dispositivo de conmutación y menos distorsión en la señal de salida.
Cuando se enciende un interruptor de semiconductor, hay un período en el que el dispositivo pasa de completamente apagado a completamente. Durante este período, la corriente que fluye a través del dispositivo está restringida y hace que el dispositivo se caliente. Si enciende el dispositivo cerca del cruce por cero, el dispositivo puede encenderse completamente mientras la corriente a la carga sigue siendo baja, lo que causa menos calentamiento en el dispositivo de conmutación.
De manera similar, cuando un interruptor de semiconductor se apaga, hay un período en el que el dispositivo pasa de completamente encendido a completamente apagado. Al igual que con el comportamiento de encendido, significa que los dispositivos se calientan debido a la corriente que fluye. Compre apagar el dispositivo en el punto de cruce cero para evitar el calentamiento adicional.
Al generar menos calor, los circuitos pueden ser más compactos o manejar niveles de potencia más altos. Menos calor también significa una mayor fiabilidad.
El otro factor de importancia es la potencia entregada a la carga por el interruptor. Una bombilla incandescente es simplemente una pieza de cable moderadamente resistivo que se calienta y la corriente fluye a través de ella. Cuando el filamento está frío, su resistencia es bastante baja, pero se calienta rápidamente y la resistencia aumenta rápidamente. Este calentamiento repentino causa que el filamento y su cable de montaje se doblen con el cambio de temperatura. Esta flexión es lo que eventualmente causa que el filamento se rompa.
Mediante la potencia aplicada con el arranque a bajo voltaje y la aceleración hasta la tensión máxima siguiendo el ciclo de CA normal, el filamento se calienta más gradualmente. Esto podría aumentar la vida útil de las bombillas, pero también evita que se produzca una gran corriente de corriente a través del filamento y el interruptor que sucedería si el interruptor se enciende durante el punto de mayor voltaje del ciclo.
Un TRIAC es un elemento de conmutación de CA, es un tipo de interruptor simple y confiable para controlar la alimentación de CA, pero tiene algunas necesidades que cumplir para que sea confiable. Los SCR y los TRIAC tienen una caída de voltaje directa, lo que significa que la potencia se pierde en el dispositivo a medida que la corriente se mueve a través de él. Esta pérdida de potencia es la corriente Vforward *. Cuanto mayor sea el nivel actual, mayor será la pérdida que se convierte en calor.
Estos dispositivos también cambian bastante despacio y pueden funcionar incorrectamente cuando de repente hay cambios en la corriente o voltaje. Una vez activados, estos dispositivos continúan conduciendo corriente a través del dispositivo siempre que la corriente permanezca por encima de un punto de espera. Por lo tanto, en el punto de cruce cero debe activar el dispositivo nuevamente para el próximo ciclo o permanecer desactivado después de cruzar el punto cero. Sin embargo, las señales de cambio rápido pueden hacer que el dispositivo se active falsamente y no se apague como debería.
Estos dispositivos también tienen una capacidad de manejo de corriente máxima bastante baja. Si bien puedes obtener un dispositivo que maneje cientos de amperios, el dispositivo se vuelve muy caro a medida que sube el nivel actual. Un pequeño dispositivo económico que puede manejar aproximadamente 6 amperios es muy adecuado para controlar cargas pequeñas. Pero en el caso de una construcción de luz de 120 W que solo requiere 1 amperio a 120 voltios, sin embargo, la corriente de sobretensión al encender la bombilla cuando el filamento está frío puede exceder fácilmente los 10 amperios. Estos dispositivos manejarán cortas sobre corrientes pero no les gustan las sobrecargas de corriente frecuentes o mucho más grandes.
Otro tipo de dispositivo es un Power MOSFET. El uso de dos MOSFET de canal N se puede utilizar como un interruptor de alimentación de CA. Estos dispositivos cambian mucho más rápido y, cuando están bien predispuestos, se encienden y apagan limpiamente. También están disponibles con una capacidad de manejo de corriente muy alta a precios razonables. Un dispositivo que puede manejar 20 amperios continuamente y las sobretensiones actuales en el rango de 50 a 100 amperios están disponibles. El dispositivo tiene una resistencia directa en lugar de una tensión directa. Esto significa que la pérdida de potencia es P = i ^ 2 * R.
Los MOSFET de alto voltaje más nuevos tienen una resistencia hacia delante muy baja, lo que mantiene la pérdida de potencia baja. Sin embargo, al igual que todos los dispositivos de conmutación, tienen que pasar de completamente a completamente. Al encender los dispositivos en el punto de cruce cero y totalmente antes de que la señal de CA se eleve lo suficiente como para generar mucho calor. Si bien este dispositivo se puede apagar en cualquier momento apagándolos en el cruce por cero, significa que la transición de completamente encendido a apagado se produce cuando fluye poca o ninguna corriente.
Los circuitos de cruce cero también se utilizan en el regulador de conmutación por la misma razón que se utilizan en la conmutación de alimentación de CA. Permite controlar los dispositivos de conmutación para operar de la manera más eficiente posible.
