PWM sklopovi. PWM kontroler

PWM kontroler je dizajniran za regulaciju brzine rotacije polarnog motora, svjetline žarulje ili snage grijaćeg elementa.

prednosti:
1 Jednostavnost izrade
2 Dostupnost komponenti (cijena ne prelazi 2 USD)
3 Široka primjena
4 Za početnike, još jednom vježbajte i ugodite sebi =)

Jednom mi je trebao "uređaj" za podešavanje brzine vrtnje hladnjaka. Zbog čega se točno ne sjećam. Od početka sam probao preko običnog varijabilnog otpornika, jako se zagrijao i nije mi bilo prihvatljivo. Kao rezultat toga, nakon kopanja po Internetu, pronašao sam sklop na već poznatom NE555 čipu. Bio je to krug konvencionalnog PWM kontrolera s radnim ciklusom (trajanjem) impulsa jednakim ili manjim od 50% (kasnije ću dati grafikone kako radi). Krug se pokazao vrlo jednostavnim i nije zahtijevao podešavanje, glavna stvar je bila ne zeznuti s vezom dioda i tranzistora. Prvi put kad sam ga sastavio na ploču i testirao, sve je radilo s pola okreta. Kasnije sam već raširio malu tiskanu pločicu i sve je izgledalo urednije =) E, sad bacimo pogled na sam sklop!

Krug PWM kontrolera

Iz njega vidimo da se radi o običnom generatoru s regulatorom radnog ciklusa sastavljenim prema shemi iz podatkovne tablice. Ovaj radni ciklus mijenjamo otpornikom R1, otpornik R2 služi kao zaštita od kratkog spoja, budući da je 4. izlaz mikrosklopa spojen na masu preko unutarnjeg ključa timera i na krajnjem položaju R1 jednostavno će se zatvoriti. R3 je pull-up otpornik. C2 je kondenzator za podešavanje frekvencije. IRFZ44N tranzistor je N kanalni mosfet. D3 je zaštitna dioda koja sprječava kvar terenskog uređaja kada je opterećenje prekinuto. Sada malo o radnom ciklusu impulsa. Radni ciklus pulsa je omjer njegovog razdoblja ponavljanja (ponavljanja) i trajanja impulsa, odnosno nakon određenog vremenskog razdoblja doći će do prijelaza iz (grubo rečeno) plus u minus, odnosno iz logičke jedinice u logička nula. Dakle, ovaj vremenski interval između impulsa je isti ciklus rada.

Radni ciklus u srednjem položaju R1

Radni ciklus na krajnjem lijevom položaju R1

Radni ciklus na krajnjem desnom položaju R

U nastavku ću dati tiskane ploče sa i bez položaja dijelova

Sada malo o detaljima i njihovom izgledu. Sam mikro krug izrađen je u DIP-8 paketu, keramičkim kondenzatorima male veličine, otpornicima od 0,125-0,25 vata. Diode su konvencionalni ispravljači za 1A (najpovoljniji je 1N4007, posvuda su u rasutom stanju). Također, mikrosklop se može instalirati na utičnicu, ako ga u budućnosti želite koristiti u drugim projektima, a ne ponovno odlemiti. Ispod su slike detalja.

Pulsno-širinska modulacija (PWM) je metoda pretvorbe signala u kojoj se mijenja trajanje impulsa (radni ciklus), dok frekvencija ostaje konstantna. U engleskoj terminologiji naziva se PWM (pulse-width modulation). U ovom članku ćemo detaljno razumjeti što je PWM, gdje se koristi i kako radi.

Područje primjene

S razvojem tehnologije mikrokontrolera otvorile su se nove mogućnosti za PWM. Ovaj princip postao je temelj za elektroničke uređaje koji zahtijevaju i podešavanje izlaznih parametara i njihovo održavanje na zadanoj razini. Metoda pulsno-širinske modulacije koristi se za promjenu svjetline svjetlosti, brzinu rotacije motora, kao i za upravljanje tranzistorom snage impulsnog tipa napajanja (PSU).

Pulsna širina (PW) modulacija aktivno se koristi u konstrukciji LED sustava za kontrolu svjetline. Zbog male inercije, LED ima vremena da se uključi (treperi i ugasi) na frekvenciji od nekoliko desetaka kHz. Njegov rad u pulsirajućem načinu ljudsko oko percipira kao stalni sjaj. Zauzvrat, svjetlina ovisi o trajanju impulsa (otvoreno stanje LED diode) tijekom jednog razdoblja. Ako je vrijeme impulsa jednako vremenu pauze, odnosno radni ciklus je 50%, tada će svjetlina LED-a biti polovica nominalne vrijednosti. Popularizacijom LED svjetiljki od 220V postavilo se pitanje povećanja pouzdanosti njihova rada s nestabilnim ulaznim naponom. Rješenje je pronađeno u obliku univerzalnog mikrosklopa - pogonskog pogona koji radi na principu pulsno-širinske ili pulsno-frekvencijske modulacije. Detaljno je opisan sklop koji se temelji na jednom od ovih pokretača.

Mrežni napon koji se dovodi na ulaz upravljačkog mikrokruga stalno se uspoređuje s referentnim naponom unutar kruga, formirajući PWM (PFM) signal na izlazu, čije parametre postavljaju vanjski otpornici. Neki mikro krugovi imaju izlaz za dovod analognog ili digitalnog upravljačkog signala. Dakle, rad pokretača impulsa može se kontrolirati pomoću drugog SHI pretvarača. Zanimljivo je da LED ne prima visokofrekventne impulse, već struju izglađenu prigušnicom, koja je nezamjenjiv element takvih sklopova.

Masovna upotreba PWM-a odražava se na svim LCD panelima s LED pozadinskim osvjetljenjem. Nažalost, kod LED monitora većina SHI pretvarača radi na frekvenciji od stotine Herca, što negativno utječe na vid korisnika računala.

Arduino mikrokontroler također može raditi u načinu rada PWM kontrolera. Da biste to učinili, pozovite funkciju AnalogWrite () s vrijednostima između 0 i 255 naznačenim u zagradama. Nula odgovara 0V, a 255 do 5V. Međuvrijednosti se izračunavaju proporcionalno.

Sveprisutnost uređaja koji rade na principu PWM omogućila je čovječanstvu da se odmakne od linearnih transformatorskih izvora napajanja. Kao rezultat toga, povećanje učinkovitosti i smanjenje težine i veličine izvora energije za nekoliko puta.

PWM kontroler je sastavni dio modernog sklopnog napajanja. On kontrolira rad tranzistora snage koji se nalazi u primarnom krugu impulsnog transformatora. Zbog prisutnosti povratnog kruga, napon na izlazu PSU uvijek ostaje stabilan. Najmanje odstupanje izlaznog napona kroz povratnu spregu fiksira mikrosklop, koji trenutno ispravlja radni ciklus upravljačkih impulsa. Osim toga, moderni PWM kontroler rješava niz dodatnih zadataka koji poboljšavaju pouzdanost napajanja:

pruža način mekog pokretanja pretvarača;
ograničava amplitudu i radni ciklus kontrolnih impulsa;
kontrolira razinu ulaznog napona;
štiti od kratkog spoja i previsoke temperature prekidača za napajanje;
po potrebi stavlja uređaj u stanje pripravnosti.

Princip rada PWM kontrolera

Zadatak PWM kontrolera je upravljanje prekidačem za napajanje promjenom upravljačkih impulsa. Kada radi u načinu rada s ključem, tranzistor je u jednom od dva stanja (potpuno otvoren, potpuno zatvoren). U zatvorenom stanju struja kroz p-n spoj ne prelazi nekoliko μA, što znači da snaga disipacije teži nuli. U otvorenom stanju, unatoč velikoj struji, otpor p-n spoja je pretjerano nizak, što također dovodi do neznatnih gubitaka topline. Najveća količina topline oslobađa se u trenutku prijelaza iz jednog stanja u drugo. No, zbog kratkog vremena procesa prijelaza u usporedbi s frekvencijom modulacije, gubitak snage tijekom prebacivanja je zanemariv.

Modulacija širine impulsa dijeli se na dvije vrste: analognu i digitalnu. Svaki od tipova ima svoje prednosti i može se implementirati u sklopove na različite načine.

Analogni PWM

Princip rada analognog SHI modulatora temelji se na usporedbi dvaju signala čija se frekvencija razlikuje za nekoliko redova veličine. Element za usporedbu je operacijsko pojačalo (komparator). Na jedan od njegovih ulaza primjenjuje se pilasti napon visoke konstantne frekvencije, a na drugi se dovodi niskofrekventni modulirajući napon s promjenjivom amplitudom. Komparator uspoređuje obje vrijednosti i generira pravokutne impulse na izlazu, čije je trajanje određeno trenutnom vrijednošću modulirajućeg signala. U ovom slučaju, frekvencija PWM jednaka je frekvenciji pilastog signala.

Digitalni PWM

Modulacija širine impulsa u digitalnoj interpretaciji jedna je od mnogih funkcija mikrokontrolera (MC). Radeći isključivo s digitalnim podacima, MK može generirati ili visoku (100%) ili nisku (0%) razinu napona na svojim izlazima. Međutim, u većini slučajeva, za učinkovitu kontrolu opterećenja, napon na izlazu MK-a mora se promijeniti. Na primjer, podešavanje brzine vrtnje motora, promjena svjetline LED-a. Što učiniti da dobijete bilo koju vrijednost napona u rasponu od 0 do 100% na izlazu mikrokontrolera?

Problem se rješava primjenom metode pulsno-širinske modulacije i primjenom fenomena prevelikog uzorkovanja, kada je navedena frekvencija prebacivanja nekoliko puta veća od odziva kontroliranog uređaja. Promjenom radnog ciklusa impulsa mijenja se prosječna vrijednost izlaznog napona. U pravilu se cijeli proces odvija na frekvenciji od nekoliko desetaka do stotina kHz, što omogućuje postizanje glatkog podešavanja. Tehnički, to se provodi pomoću PWM kontrolera - specijaliziranog mikrosklopa, koji je "srce" svakog digitalnog upravljačkog sustava. Aktivna upotreba PWM-temeljenih regulatora je zbog njihovih neospornih prednosti:

visoka učinkovitost pretvorbe signala;
stabilnost rada;
ušteda energije koju troši opterećenje;
niska cijena;
visoka pouzdanost cijelog uređaja.

Postoje dva načina za dobivanje PWM signala na pinovima mikrokontrolera: hardver i softver. Svaki MK ima ugrađeni mjerač vremena koji može generirati PWM impulse na određenim pinovima. Tako se postiže hardverska implementacija. Dobivanje PWM signala pomoću softverskih naredbi ima više mogućnosti u smislu rezolucije i omogućuje vam korištenje više pinova. Međutim, softverska metoda dovodi do visokog opterećenja MK-a i zauzima puno memorije.

Važno je napomenuti da u digitalnom PWM-u broj impulsa po periodu može biti različit, a sami impulsi mogu se nalaziti u bilo kojem dijelu perioda. Razina izlaznog signala određena je ukupnim trajanjem svih impulsa po razdoblju. Treba razumjeti da je svaki dodatni impuls prijelaz tranzistora snage iz otvorenog u zatvoreno stanje, što dovodi do povećanja gubitaka tijekom prebacivanja.

Primjer korištenja PWM kontrolera

Jedna od mogućnosti implementacije jednostavnog PWM kontrolera već je opisana ranije u. Izgrađen je na bazi mikrosklopa i ima mali remen. Ali, unatoč jednostavnosti kruga, regulator ima prilično širok raspon primjena: upravljački krugovi za svjetlinu LED dioda, LED trake, podešavanje brzine rotacije istosmjernih motora.

Pročitajte također

Sjajno rješenje za digitalnu kontrolu snage!

BTA100

Su dostupni

Kupujte na veliko

Uređaj je dizajniran za podešavanje snage opterećenja do 10000 W u AC krugovima s naponom od 220 V. Uređaj je izgrađen na temelju snažnog triaka BTA100 i dizajniran je za upravljanje snagom električnih grijača, rasvjetnih uređaja, kolektorskih i asinkronih motora na izmjeničnu struju itd. Korištenje ovog triaka omogućuje vam smanjenje veličine rashladnog radijatora. Zbog širokog raspona podešavanja i velike snage, regulator će naći široku primjenu u svakodnevnom životu.

Tehnički podaci

Osobitosti

Glatko podešavanje u cijelom rasponu snage.
Velika snaga podešavanja
Širok raspon radnog napona
Detektor prelaska nule
Kontrola gumba
Mogućnost odvajanja upravljačke ploče od energetskog dijela
Instaliran radijator

Princip rada

Regulator snage koristi PWM princip upravljanja s detektorom kontrole faze prijelaza nule

Dizajn uređaja

Regulator snage je dizajniran kao ugrađena upravljačka ploča s zasebnim energetskim modulom.

Članci

Sheme

Sadržaj isporuke

Upravljački modul - 1 kom.
Modul za napajanje - 1 kom.
Uputa - 1 kom.

Što je potrebno za montažu

Za spajanje trebat će vam: žica, odvijač, bočni rezači.

Priprema za rad

Spojite žarulju sa žarnom niti na OUTPUT terminale.
Spojite kabel za napajanje na priključke IN 220V.
Spojite utikač na 220V mrežu.
Pritiskom na tipke na upravljačkoj ploči provjerite promjenu svjetline žarulje.
Provjera je završena. Sretna operacija.

Radni uvjeti

Temperatura -30C do +50C. Relativna vlažnost zraka 20-80% bez kondenzacije.

Mjere opreza

Modul i terminali su pod opasnim naponom od 220V.
Pridržavajte se sigurnosnih mjera, ne dirajte kontakte tiskane ploče dok je modul spojen na 220V mrežu.

Pitanja i odgovori

Dobar dan. Od vas ću kupiti digitalni PWM regulator snage 220V / 10kW (45A) i koristiti ga kao meki starter za snježnu puhalicu s komutatorskim motorom od 3 kW. S tim u vezi imam nekoliko pitanja o ovom regulatoru: 1. Hoće li regulator raditi ispravno, u smislu da će podešavanje biti glatko i bez trzaja? 2. Koliko kontakata zatvara upravljačke tipke regulatora? Pitanje je diktirana ideja da se upravljački uređaj smjesti u prozirno zatvoreno kućište, a prekidač duplicira vodootpornom joystickom. 3. Ima li dovoljno prostora hladnjaka za nazivnu snagu ili će biti potreban ventilator za hlađenje? 4. Je li radijator pod naponom? Može li se ostaviti izvan vodootpornog kućišta? S poštovanjem, Sergej.
- 1. Trzanja ne bi trebalo biti, korak restrukturiranja je 1%. Međutim, svaki se slučaj mora testirati pojedinačno. 2. Svaki gumb zatvara dva kontakta. 3. Specifikacije pokazuju vršnu snagu uređaja. Nazivna snaga je 7-8 kW.
1. Upravljačka ploča uključena? 2. Da li je moguće podesiti ga na određeni postotak i isključiti, kako bi se zadati postotak zadržao i nakon isključenja struje?
- 1. Upravljačka ploča uključena. 2. Ne možete isključiti upravljačku ploču. 3. Kada je napajanje isključeno, postavke ne zalutaju.
Poštovani, možete li točnije saznati gdje je spojena faza, a gdje nula i izlaz također. Samo je grijač, gdje trebate podesiti snagu, dio grijača i imaju zajedničku nulu
- NULA sabirnica mora biti spojena na dva srednja kontakta.
Zdravo! Recite mi molim vas da li kućište kontrolnog triaka ima galvansku izolaciju od električne mreže? Ako je ovaj regulator ugrađen u metalno kućište uređaja, treba li njegov radijator biti izoliran od kućišta?
- Tako je, radijator uređaja mora biti izoliran od kućišta.
Dobar dan. Koji regulator upravlja primarnim namotom transformatora? Hvala.
- Prema recenzijama, oni su regulirani pomoću MK071M. Niste probali sami.

Još jedna recenzija na temu svašta za domaće proizvode. Ovaj put ću govoriti o digitalnom regulatoru brzine. Stvar je zanimljiva na svoj način, ali htio sam više.
Za one koji su zainteresirani, čitajte dalje :)

Imati u kućanstvu neke niskonaponske uređaje kao što je mala brusilica itd. Želio sam malo povećati njihov funkcionalni i estetski izgled. Istina, ovo nije uspjelo, iako se i dalje nadam da ću postići svoj cilj, možda ću vam drugi put pričati o samoj stvari danas.
Proizvođač ovog regulatora je Maitech, točnije, ovo se ime često nalazi na svim vrstama rupčića i blokova za domaće proizvode, iako iz nekog razloga nisam naišao na web stranicu ove tvrtke.

S obzirom da nisam na kraju napravio ono što sam htio, recenzija će biti kraća nego inače, ali počet ću kao i uvijek od toga kako se prodaje i šalje.
U omotnici je bila obična vrećica s patentnim zatvaračem.

U kompletu je samo regulator s promjenjivim otpornikom i tipka, nema tvrdog pakiranja i uputa, ali sve je stiglo netaknuto i bez oštećenja.

Na poleđini se nalazi naljepnica koja zamjenjuje upute. U principu, za takav uređaj nije potrebno više.
Raspon radnog napona je 6-30 volti, a maksimalna struja je 8 ampera.

Izgled je dosta dobar, tamno "staklo", tamno siva plastika kućišta, u isključenom stanju djeluje općenito crno. Po izgledu offset, ništa za prigovoriti. Na prednjoj strani je zalijepljen transportni film.
Ugradne dimenzije uređaja:
Duljina 72 mm (minimalni otvor kućišta 75 mm), širina 40 mm, dubina bez prednje ploče 23 mm (s prednjom pločom 24 mm).
Dimenzije prednje ploče:
Duljina 42,5, širina 80 mm

Promjenjivi otpornik dolazi s ručkom, ručka je naravno gruba, ali će poslužiti za korištenje.
Otpor otpornika je 100KΩ, ovisnost podešavanja je linearna.
Kako se kasnije pokazalo, otpor od 100KΩ daje grešku. Kada se napaja iz impulsne jedinice napajanja, nemoguće je postaviti stabilna očitanja, utječu smetnje na žicama na promjenjivi otpornik, zbog čega očitanja skaču +\- 2 znaka, ali bilo bi u redu skočiti, zajedno s ovo, brzina motora skače.
Otpor otpornika je visok, struja je mala i žice skupljaju svu buku oko sebe.
Kada se napaja linearnim PSU-om, ovaj problem je potpuno odsutan.
Duljina žica do otpornika i tipke je oko 180mm.

Button, pa nema ništa posebno. Normalno otvoreni kontakti, montažni promjer 16 mm, duljina 24 mm, bez osvjetljenja.
Gumb gasi motor.
Oni. kada je uključeno napajanje, indikator se uključuje, motor se pokreće, pritiskom na tipku se gasi, drugim pritiskom se ponovo uključuje.
Kada je motor isključen, indikator također ne svijetli.

Ispod poklopca je ploča uređaja.
Kontakti napajanja i priključka motora izvode se na stezaljke.
Pozitivni kontakti konektora spojeni su zajedno, prekidač za napajanje prebacuje negativnu žicu motora.
Spoj varijabilnog otpornika i tipke je odvojiv.
Sve izgleda uredno. Izvodi kondenzatora su malo krivi, ali mislim da se to može oprostiti :)

Daljnje rastavljanje ću sakriti ispod spojlera.

Više

Indikator je prilično velik, visina znamenke je 14 mm.
Dimenzije ploče su 69x37mm.

Ploča je uredno sastavljena, postoje tragovi toka u blizini kontakata indikatora, ali općenito je ploča čista.
Ploča sadrži: diodu za zaštitu od obrnutog polariteta, stabilizator od 5 volti, mikrokontroler, kondenzator od 470 mikrofarada 35 volti, napojne elemente ispod malog radijatora.
Vidljiva su i mjesta za ugradnju dodatnih konektora, njihova svrha nije jasna.

Skicirao sam mali blok dijagram, samo za grubo razumijevanje što i kako se prebacuje i kako je spojeno. Promjenjivi otpornik se uključuje jednom nogom na 5 volti, drugom na zemlju. Stoga se može sigurno zamijeniti nižom denominacijom. Na dijagramu nema priključaka na nelemljeni konektor.

Uređaj koristi mikrokontroler proizvođača STMicroelectronics.
Koliko ja znam, ovaj mikrokontroler se koristi u prilično velikom broju različitih uređaja, poput ampermetara.

Stabilizator snage, kada radi na maksimalnom ulaznom naponu, zagrijava se, ali ne jako.

Dio topline iz energetskih elemenata odvodi se na bakrene poligone ploče, na lijevoj strani se vidi veliki broj prijelaza s jedne strane ploče na drugu, što pomaže u uklanjanju topline.
Također, toplina se uklanja uz pomoć malog radijatora, koji se odozgo pritisne na elemente napajanja. Ovakav smještaj hladnjaka mi se čini malo sumnjivim, budući da se toplina odvodi kroz plastiku kućišta i takav hladnjak ne pomaže puno.
Između power elemenata i radijatora nema paste, preporučam maknuti radijator i namazati ga pastom, barem malo ali bit će bolje.

U energetskom dijelu se koristi tranzistor, otpor kanala je 3,3mOhm, maksimalna struja je 161 Amper, ali maksimalni napon je samo 30 Volti, pa bih preporučio ograničavanje ulaza na 25-27 Volti. Pri radu pri skoro maksimalnim strujama dolazi do blagog zagrijavanja.
U blizini se također nalazi dioda, koja prigušuje udare struje od samoindukcije motora.
Ovdje se primjenjuje 10 ampera, 45 volti. O diodi nema pitanja.

Prvo uključivanje. Dogodilo se da sam testove obavio i prije nego što sam skidao zaštitnu foliju, jer na ovim fotografijama je još uvijek tu.
Indikator je kontrastan, umjereno svijetao, očitava savršeno.

U početku sam odlučio isprobati male terete i dobio prvo razočaranje.
Ne, nemam zamjerki na proizvođača i trgovinu, samo sam se nadao da će tako relativno skup uređaj imati stabilizaciju brzine motora.
Jao, ovo je samo podesivi PWM, indikator prikazuje% punjenja od 0 do 100%.
Regulator nije ni primijetio mali motor, dan je potpuno smiješna struja opterećenja :)

Pažljivi čitatelji zacijelo su obratili pozornost na presjek žica kojima sam spojio struju na regulator.
Da, tada sam odlučio pristupiti problemu globalnije i spojio sam snažniji motor.
Naravno, osjetno je snažniji od regulatora, ali u praznom hodu njegova struja iznosi oko 5 ampera, što je omogućilo provjeru regulatora u režimima bližim maksimumu.
Regulator se ponašao savršeno, usput, zaboravio sam naznačiti da kada je uključen, regulator glatko povećava PWM punjenje od nule do zadane vrijednosti, osiguravajući glatko ubrzanje, dok indikator odmah pokazuje zadanu vrijednost, a ne kao na frekvenciji pogoni, gdje je prikazana stvarna struja.
Regulator nije zakazao, malo se zagrijao, ali nije kritičan.

Budući da je regulator pulsiran, odlučio sam, samo iz zabave, prošetati osciloskopom i vidjeti što se događa na vratima tranzistora snage u različitim modovima.
Frekvencija PWM je oko 15 kHz i ne mijenja se tijekom rada. Motor se pokreće pri približno 10% napunjenosti.

U početku sam planirao staviti regulator u svoj stari (prilično već prastari) napajanje za male električne alate (više o tome neki drugi put). u teoriji, trebao je postati umjesto prednje ploče, a regulator brzine trebao je biti smješten na stražnjoj strani, nisam planirao staviti tipku (srećom, kada se uključi, uređaj se odmah prebacuje u uključen način) .
Moralo je biti lijepo i uredno.

Ali čekalo me daljnje razočaranje.
1. Iako je indikator bio malo manji od umetka prednje ploče, bilo je još gore što nije stao u dubinu, naslonjen na police za spajanje polovica kućišta.
a kada bi se plastika kućišta indikatora mogla odrezati, onda to ne bi bilo važno, jer je regulatorna ploča dodatno ometala.
2. Ali čak i da bih riješio prvo pitanje, postojao je drugi problem, potpuno sam zaboravio kako je napravljeno moje napajanje. Činjenica je da regulator prekida dovod minusa, a ja imam relej za rikverc, paljenje i prisilno zaustavljanje motora i kontrolni krug za sve to. A s njihovom izmjenom sve je ispalo puno teže :(

Da je regulator sa stabilizacijom brzine, onda bih se i dalje zbunio i ponovio upravljački i reverzni krug, ili prepravio regulator za uključivanje + napajanje. I tako je moguće i ponovit ću to, ali već bez entuzijazma i sad ne znam kada.
Možda nekoga zanima, fotografija unutrašnjosti mog PSU-a, to je trebalo biti prije nekih 13-15 godina, gotovo cijelo vrijeme je radio bez problema, jednom sam morao zamijeniti relej.

Sažetak.
pros
Uređaj je potpuno operativan.
Uredan izgled.
Kvalitetna gradnja
Komplet uključuje sve što vam treba.

Minusi.
Neispravan rad od prekidača napajanja.
Snažni tranzistor bez margine napona
Uz tako skromnu funkcionalnost, cijena je previsoka (ali ovdje je sve relativno).

Moje mišljenje. Ako zatvorite oči pred cijenom uređaja, onda je sam po sebi prilično dobar, a izgleda uredno i dobro radi. Da, postoji problem ne baš dobre otpornosti na buku, mislim da ga nije teško riješiti, ali je malo frustrirajuće. Osim toga, preporučam da ne prelazite ulazni napon iznad 25-27 volti.
Više frustrira činjenica da sam tražio dosta opcija za sve vrste gotovih regulatora, ali nigdje ne nude rješenje sa stabilizacijom brzine. Možda će netko pitati zašto to radim. Objasnit ću kako je brusilica sa stabilizacijom pala u ruke, puno je ugodnije raditi nego inače.

To je sve, nadam se da je bilo zanimljivo :)

Proizvod je dostavljen za pisanje recenzije od strane trgovine. Recenzija se objavljuje u skladu s člankom 18. Pravila stranice.

Planiram kupiti +23 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +38 +64

U nekim slučajevima, na primjer, u svjetiljkama ili kućnim rasvjetnim tijelima, postaje potrebno prilagoditi svjetlinu sjaja. Čini se da je lakše: samo promijenite struju kroz LED povećanjem ili smanjenjem. Ali u ovom slučaju, značajan dio energije će se potrošiti na ograničavajući otpornik, što je potpuno neprihvatljivo za autonomno napajanje iz baterija ili akumulatora.

Osim toga, promijenit će se boja sjaja LED dioda: na primjer, bijela boja kada struja padne ispod nominalne vrijednosti (za većinu LED dioda 20 mA) imat će blago zelenkastu nijansu. Takva promjena boje u nekim je slučajevima potpuno beskorisna. Zamislite da ove LED diode osvjetljavaju ekran TV-a ili računalnog monitora.

U tim slučajevima, primijeniti PWM - regulacija (širina - impuls). Njegovo značenje je da povremeno svijetli i gasi se. U tom slučaju struja ostaje nominalna tijekom cijelog vremena bljeskanja, tako da luminiscencijski spektar nije izobličen. Ako je LED bijela, zelene nijanse se neće pojaviti.

Osim toga, ovom metodom upravljanja snagom gubici energije su minimalni, učinkovitost sklopova s PWM kontrolom je vrlo visoka, dosežući više od 90 posto.

Načelo PWM - regulacije je prilično jednostavno, a prikazano je na slici 1. Različiti omjer vremena upaljenog i ugašenog stanja okom se percipira kao: kao u filmu - kadrovi prikazani zasebno se percipiraju kao pokretna slika. Sve ovisi o učestalosti projekcije, o čemu će biti riječi malo kasnije.

Slika 1. Princip PWM – regulacije

Slika prikazuje dijagrame signala na izlazu PWM upravljačkog uređaja (ili glavnog oscilatora). Označeni su nula i jedan: logička jedinica (visoka razina) uzrokuje da LED svijetli, logička nula (niska razina), respektivno, gašenje.

Iako sve može biti obrnuto, budući da sve ovisi o strujnom krugu izlaznog ključa, uključivanje LED-a može se obaviti na niskoj razini, a gašenje samo na visokoj. U ovom slučaju, fizički logična će imati nisku razinu napona, a logička nula bit će visoka.

Drugim riječima, logička jedinica uzrokuje uključivanje nekog događaja ili procesa (u našem slučaju LED svijetli), a logička nula bi trebala isključiti ovaj proces. Odnosno, nije uvijek visoka razina na izlazu digitalnog mikrosklopa LOGIČKA jedinica, sve ovisi o tome kako je određeni krug izgrađen. Ovo je tako, za informaciju. Ali za sada ćemo pretpostaviti da ključ kontrolira visoka razina, a drugačije jednostavno ne može biti.

Frekvencija i širina kontrolnih impulsa

Imajte na umu da period (ili frekvencija) pulsa ostaje nepromijenjen. Ali, općenito, frekvencija impulsa ne utječe na svjetlinu sjaja, stoga nema posebnih zahtjeva za stabilnost frekvencije. Mijenja se samo trajanje (ŠIRINA), u ovom slučaju, pozitivnog impulsa, zbog čega funkcionira cijeli mehanizam modulacije širine impulsa.

Trajanje kontrolnih impulsa na slici 1 izraženo je u %%. Ovo je takozvani "ciklus rada" ili, u engleskoj terminologiji, DUTY CYCLE. Izražava se kao omjer trajanja kontrolnog impulsa i razdoblja ponavljanja impulsa.

U ruskoj terminologiji obično se koristi "radni ciklus" - omjer perioda ponavljanja i vremena impulsa ali. Dakle, ako je faktor punjenja 50%, tada će radni ciklus biti jednak 2. Ovdje nema temeljne razlike, stoga možete koristiti bilo koju od ovih vrijednosti, kome je to prikladnije i razumljivije.

Ovdje bi se, naravno, mogle dati formule za izračun radnog ciklusa i DUTY CICLE, ali kako ne bismo komplicirali izlaganje, mi ćemo bez formula. Na kraju, ali ne i najmanje važno, Ohmov zakon. Tu ne možete ništa učiniti: "Ne znate Ohmov zakon, ostanite kod kuće!" Ako nekoga zanimaju ove formule, uvijek se mogu naći na internetu.

PWM frekvencija za dimmer

Kao što je spomenuto malo više, nema posebnih zahtjeva za stabilnost frekvencije PWM impulsa: pa, malo "lebdi", i to je u redu. PWM kontroleri imaju sličnu nestabilnost frekvencije, usput, prilično veliku, što ne ometa njihovu upotrebu u mnogim dizajnima. U ovom slučaju važno je samo da ta frekvencija ne padne ispod određene vrijednosti.

A koja bi trebala biti frekvencija, a koliko nestabilna? Ne zaboravite da govorimo o dimmerima. U filmskoj tehnologiji postoji pojam "kritična frekvencija treperenja". Ovo je učestalost na kojoj se pojedinačne slike koje se prikazuju jedna za drugom percipiraju kao pokretna slika. Za ljudsko oko ova frekvencija je 48 Hz.

Upravo je to razlog zašto je brzina kadrova na filmu bila 24fps (televizijski standard je 25fps). Kako bi se ova frekvencija povećala na kritičnu, filmski projektori koriste zaklopku s dvije oštrice (zatvarač) koja dva puta preklapa svaki prikazani kadar.

U amaterskim uskofilmskim projektorima od 8 mm, frekvencija projekcije bila je 16 sličica u sekundi, pa je obturator imao čak tri oštrice. Istoj svrsi u televiziji služi i činjenica da se slika prikazuje u poluokviru: prvo parne, a zatim neparne linije slike. Rezultat je frekvencija treperenja od 50 Hz.

Rad LED-a u PWM načinu rada je zasebna bljeskalica podesivog trajanja. Da bi te bljeskove oko percipiralo kao kontinuirani sjaj, njihova učestalost ni na koji način ne smije biti manja od kritične. Više, ali niže. Ovaj čimbenik treba uzeti u obzir pri stvaranju PWM - kontroleri za svjetiljke.

Usput, samo kao zanimljiva činjenica: znanstvenici su nekako utvrdili da je kritična frekvencija za oko pčele 800 Hz. Stoga će pčela vidjeti film na ekranu kao niz zasebnih slika. Da bi mogla vidjeti pokretnu sliku, frekvenciju projekcije trebat će povećati na osamsto polja u sekundi!

Za kontrolu stvarnog LED se koristi. Nedavno su u tu svrhu najčešće korišteni oni koji omogućuju prebacivanje značajne snage (korištenje konvencionalnih bipolarnih tranzistora u ove svrhe smatra se jednostavno nepristojnim).

Takva potreba, (snažni MOSFET - tranzistor) javlja se s velikim brojem LED dioda, na primjer, s, o čemu će biti riječi malo kasnije. Ako je snaga mala - kada koristite jednu ili dvije LED diode, možete koristiti prekidače male snage, a ako je moguće, spojite LED diode izravno na izlaze mikro krugova.

Slika 2 prikazuje funkcionalni dijagram PWM kontrolera. Otpornik R2 je uvjetno prikazan kao upravljački element na dijagramu. Okretanjem njegovog gumba možete promijeniti radni ciklus kontrolnih impulsa unutar potrebnih granica, a time i svjetlinu LED dioda.

Slika 2. Funkcionalni dijagram PWM kontrolera

Slika prikazuje tri niza LED dioda spojenih u seriju sa završnim otpornicima. Približno ista veza se koristi u LED trakama. Što je traka duža, što je više LED dioda, to je veća potrošnja struje.

U tim će slučajevima biti potrebni snažni, čija bi dopuštena struja odvoda trebala biti nešto veća od struje koju troši traka. Posljednji zahtjev ispunjava se prilično lako: na primjer, tranzistor IRL2505 ima struju odvoda od oko 100 A, napon odvoda od 55 V, dok su njegova veličina i cijena prilično atraktivni za korištenje u različitim izvedbama.

PWM glavni oscilatori

Kao glavni PWM generator može se koristiti mikrokontroler (najčešće u industrijskim uvjetima), ili sklop izrađen na mikro krugovima s niskim stupnjem integracije. Ako se planira napraviti mali broj PWM kontrolera kod kuće, a nema iskustva u izradi mikrokontrolerskih uređaja, onda je bolje napraviti kontroler na onome što je trenutno pri ruci.

To mogu biti logički sklopovi serije K561, integrirani mjerač vremena, kao i specijalizirani sklopovi dizajnirani za. U ovoj ulozi možete ga čak i natjerati da radi tako da na njega sastavite podesivi generator, ali ovo je, možda, "iz ljubavi prema umjetnosti". Stoga će se u nastavku razmotriti samo dvije sheme: najčešća na tajmeru 555 i na UPS kontroleru UC3843.

Shema glavnog oscilatora na mjeraču vremena 555

Slika 3. Shema glavnog oscilatora

Ovaj krug je konvencionalni generator pravokutnih valova čija je frekvencija postavljena kondenzatorom C1. Kondenzator se puni kroz krug "Izlaz - R2 - RP1-C1 - zajednička žica". U tom slučaju na izlazu mora biti prisutan napon visoke razine, što je ekvivalentno spoju izlaza na pozitivni pol izvora napajanja.

Kondenzator se prazni duž kruga "C1 - VD2 - R2 - Izlaz - zajednička žica" u trenutku kada je na izlazu prisutan napon niske razine - izlaz je spojen na zajedničku žicu. Upravo ta razlika u putovima punjenja i pražnjenja kondenzatora za postavljanje vremena daje impulse podesive širine.

Treba napomenuti da diode, čak i iste vrste, imaju različite parametre. U tom slučaju ulogu igra njihov električni kapacitet koji se mijenja pod djelovanjem napona na diodama. Stoga, zajedno s promjenom radnog ciklusa izlaznog signala, mijenja se i njegova frekvencija.

Glavna stvar je da ne postane manja od kritične frekvencije, koja je spomenuta malo viša. Inače, umjesto ujednačenog sjaja različite svjetline, bit će vidljivi pojedinačni bljeskovi.

Otprilike (opet su krive diode), frekvencija generatora može se odrediti dolje prikazanom formulom.

Frekvencija PWM generatora na tajmeru 555.

Ako u formulu zamijenimo kapacitet kondenzatora u faradima i otpor u omima, tada bi rezultat trebao biti u hercima Hz: ne možete pobjeći od SI sustava! Ovo pretpostavlja da je klizač promjenjivog otpornika RP1 u srednjem položaju (u formuli RP1 / 2), što odgovara izlaznom signalu oblika meandra. Na slici 2, to je upravo dio u kojem je trajanje impulsa 50%, što je ekvivalentno signalu s radnim ciklusom od 2.

PWM glavni oscilator na UC3843 čipu

Njegova shema je prikazana na slici 4.

Slika 4. Shema glavnog PWM oscilatora na UC3843 čipu

UC3843 čip je upravljački PWM kontroler za prebacivanje napajanja i koristi se, na primjer, u računalnim izvorima ATX formata. U ovom slučaju, tipična shema za njegovo uključivanje donekle je promijenjena prema pojednostavljenju. Za kontrolu širine izlaznog impulsa na ulaz kruga se primjenjuje upravljački napon pozitivnog polariteta, a zatim se na izlazu dobiva PWM impulsni signal.

U najjednostavnijem slučaju, upravljački napon se može primijeniti pomoću promjenjivog otpornika s otporom od 22 ... 100 KΩ. Ako je potrebno, kontrolni napon se može dobiti, na primjer, iz analognog senzora svjetla izrađenog na fotootporniku: što je tamniji izvan prozora, to je svjetlije u prostoriji.

Upravljački napon utječe na PWM izlaz na način da kada se on smanji, širina izlaznog impulsa se povećava, što nije nimalo iznenađujuće. Uostalom, izvorna svrha čipa UC3843 je stabilizacija napona napajanja: ako padne izlazni napon, a s njim i regulacijski napon, tada se moraju poduzeti mjere (povećati širinu izlaznog impulsa) za lagano povećanje izlazni napon.

Regulacijski napon u izvorima napajanja generira se u pravilu pomoću zener dioda. Češće nego ne, ovo ili nešto slično.

Uz ocjene dijelova prikazanih na dijagramu, frekvencija generatora je oko 1 kHz, a za razliku od generatora na 555 timeru, ne "pluta" kada se promijeni radni ciklus izlaznog signala - vodeći računa o frekvenciji prekidačka napajanja.

Za reguliranje značajne snage, na primjer, LED trake, ključni stupanj na MOSFET tranzistoru treba biti spojen na izlaz, kao što je prikazano na slici 2.

Mogli bismo više pričati o PWM kontrolerima, ali zasad se zaustavimo na tome, a u sljedećem članku ćemo pogledati razne načine povezivanja LED dioda. Uostalom, nisu sve metode jednako dobre, postoje one koje treba izbjegavati, a jednostavno postoji mnogo pogrešaka pri povezivanju LED dioda.