PWM áramkörök. PWM vezérlő

A PWM vezérlő a polármotor forgási sebességének, az izzó fényerejének vagy a fűtőelem teljesítményének szabályozására szolgál.

Előnyök:
1 Könnyű gyártás
2 Az alkatrészek elérhetősége (a költség nem haladja meg a 2 dollárt)
3 Széles körű alkalmazás
4 Kezdőknek még egyszer gyakorolj és gyönyörködj magadban =)

Egyszer szükségem volt egy "eszközre" a hűtő forgási sebességének beállítására. Pontosan mire nem emlékszem. Kezdettől fogva egy rendes változtatható ellenálláson keresztül próbáltam, nagyon felforrósodott és számomra nem volt elfogadható. Ennek eredményeként az interneten való böngészés után találtam egy áramkört a már ismerős NE555 chipen. Ez egy hagyományos PWM vezérlő áramköre volt, amelynek az impulzusok terhelhetősége (időtartam) egyenlő vagy kevesebb, mint 50% (később grafikonokat mutatok be a működéséről). Az áramkör nagyon egyszerűnek bizonyult, és nem igényel hangolást, a lényeg az volt, hogy ne csavarják össze a diódák és a tranzisztorok csatlakoztatását. Amikor először összeraktam kenyérsütőre és teszteltem, fél fordulattal működött minden. Később már kiterítettem egy kis nyomtatott áramköri lapot, és minden szebbnek tűnt =) Na, akkor most nézzük meg magát az áramkört!

PWM vezérlő áramkör

Ebből látjuk, hogy ez egy közönséges generátor, az adatlapon szereplő séma szerint összeszerelt munkaciklus-szabályozóval. Ezt a munkaciklust az R1 ellenállással változtatjuk meg, az R2 ellenállás rövidzárlat elleni védelemként szolgál, mivel a mikroáramkör 4. kimenete az időzítő belső kulcsán keresztül csatlakozik a földhöz, és az R1 szélső helyzetében egyszerűen bezár. Az R3 egy felhúzó ellenállás. A C2 a frekvenciabeállító kondenzátor. Az IRFZ44N tranzisztor egy N csatornás MOSFET. A D3 egy védődióda, amely megakadályozza a terepi eszköz meghibásodását, ha a terhelés megszakad. Most egy kicsit az impulzusok munkaciklusáról. Az impulzus-terhelési ciklus az ismétlési periódusának (ismétlődésének) az impulzus időtartamához viszonyított aránya, vagyis egy bizonyos idő elteltével átmenet történik (durván szólva) pluszból mínuszba, vagy inkább logikai egységből egy logikai nulla. Tehát ez az időintervallum az impulzusok között ugyanaz a munkaciklus.

Munkaciklus az R1 középső pozícióban

Munkaciklus a bal szélső helyzetben R1

Munkaciklus a jobb szélső pozícióban R

Az alábbiakban megadom a nyomtatott áramköri lapokat az alkatrészek elhelyezkedésével és anélkül

Most egy kicsit a részletekről és megjelenésükről. Maga a mikroáramkör DIP-8-as tokozásban készül, kis méretű kerámia kondenzátorok, 0,125-0,25 wattos ellenállások. A diódák hagyományos 1A-es egyenirányítók (a legolcsóbb az 1N4007, mindenhol ömlesztve vannak). Ezenkívül a mikroáramkör konnektorra is telepíthető, ha a jövőben más projektekben szeretné használni, és nem szabad újra kiforrasztani. Az alábbiakban képek a részletekről.

Az impulzusszélesség-moduláció (PWM) egy jelátalakító módszer, amelyben az impulzus időtartama (munkaciklus) változik, miközben a frekvencia állandó marad. Az angol terminológiában PWM-nek (impulzusszélesség-modulációnak) nevezik. Ebben a cikkben részletesen megértjük, mi az a PWM, hol használják és hogyan működik.

Alkalmazási terület

A mikrokontroller technológia fejlődésével új lehetőségek nyíltak meg a PWM előtt. Ez az elv az elektronikus eszközök alapjává vált, amelyek mind a kimeneti paraméterek beállítását, mind azok adott szinten tartását igénylik. Az impulzusszélesség-modulációs módszert a fény fényerejének, a motorok forgási sebességének megváltoztatására, valamint az impulzus típusú tápegységek (PSU) teljesítménytranzisztorának vezérlésére használják.

Az impulzusszélesség-modulációt (PW) aktívan használják a LED-es fényerő-szabályozó rendszerek felépítésében. Az alacsony tehetetlenség miatt a LED-nek több tíz kHz-es frekvencián van ideje kapcsolni (villogni és kialudni). Pulzáló üzemmódban történő működését az emberi szem állandó fényként érzékeli. A fényerő viszont az impulzus időtartamától (a LED nyitott állapotától) függ egy periódus alatt. Ha az impulzusidő megegyezik a szünetidővel, azaz a munkaciklus 50%, akkor a LED fényereje a névleges érték fele lesz. A 220 V-os LED-lámpák népszerűsítésével felmerült a kérdés, hogy instabil bemeneti feszültség mellett is növelhető-e működésük megbízhatósága. A megoldást egy univerzális mikroáramkör - az impulzusszélesség- vagy impulzus-frekvencia-moduláció elvén működő teljesítmény-meghajtó - formájában találták meg. Az egyik ilyen meghajtón alapuló áramkört részletesen ismertetjük.

A meghajtó mikroáramkör bemenetére betáplált hálózati feszültséget folyamatosan összehasonlítják az áramkörön belüli referenciafeszültséggel, így a kimeneten PWM (PFM) jel jön létre, melynek paramétereit külső ellenállások állítják be. Egyes mikroáramköröknek van kimenete analóg vagy digitális vezérlőjel ellátására. Így az impulzusvezérlő működése egy másik SHI konverter segítségével vezérelhető. Érdekes módon a LED nem nagyfrekvenciás impulzusokat kap, hanem fojtótekerccsel simított áramot, ami az ilyen áramkörök nélkülözhetetlen eleme.

A PWM masszív használata minden LED-es háttérvilágítású LCD panelen tükröződik. Sajnos a LED-monitorokban az SHI konverterek többsége több száz Hertz frekvencián működik, ami negatívan befolyásolja a PC-felhasználók látását.

Az Arduino mikrokontroller PWM vezérlő módban is működhet. Ehhez hívja meg az AnalogWrite () függvényt a 0 és 255 közötti értékekkel a zárójelben. A nulla 0 V-nak, a 255 pedig 5 V-nak felel meg. A közbenső értékeket arányosan számítják ki.

A PWM elven működő eszközök mindenütt elterjedtsége lehetővé tette az emberiség számára, hogy eltávolodjon a lineáris típusú transzformátoros tápegységektől. Ennek eredményeként a hatékonyság növekedése, valamint az energiaforrások tömegének és méretének többszörös csökkentése.

A PWM vezérlő a modern kapcsolóüzemű tápegység szerves része. Az impulzustranszformátor primer áramkörében található teljesítménytranzisztor működését vezérli. A visszacsatoló áramkör jelenléte miatt a PSU kimenetén a feszültség mindig stabil marad. A visszacsatoláson keresztül a kimeneti feszültség legkisebb eltérését egy mikroáramkör rögzíti, amely azonnal korrigálja a vezérlő impulzusok munkaciklusát. Ezenkívül egy modern PWM vezérlő számos további feladatot old meg, amelyek javítják a tápegység megbízhatóságát:

biztosítja a konverter lágyindítási módját;
korlátozza a vezérlő impulzusok amplitúdóját és munkaciklusát;
szabályozza a bemeneti feszültség szintjét;
védi a rövidzárlatot és a tápkapcsoló túlmelegedését;
szükség esetén készenléti üzemmódba kapcsolja a készüléket.

A PWM vezérlő működési elve

A PWM vezérlő feladata a tápkapcsoló vezérlése a vezérlőimpulzusok változtatásával. Kulcsos üzemmódban a tranzisztor két állapot egyikében van (teljesen nyitott, teljesen zárt). Zárt állapotban a p-n átmeneten áthaladó áram nem haladja meg a néhány μA-t, ami azt jelenti, hogy a disszipációs teljesítmény nullára hajlamos. Nyitott állapotban a nagy áramerősség ellenére a p-n átmenet ellenállása túl kicsi, ami szintén jelentéktelen hőveszteséghez vezet. A legnagyobb hőmennyiség az egyik állapotból a másikba való átmenet pillanatában szabadul fel. De az átmeneti folyamat rövid ideje miatt a modulációs frekvenciához képest a kapcsolás során bekövetkező teljesítményveszteség elhanyagolható.

Az impulzusszélesség-moduláció két típusra oszlik: analóg és digitális. Mindegyik típusnak megvannak a maga előnyei, és különböző módokon valósítható meg az áramkörben.

Analóg PWM

Az analóg SHI-modulátor működési elve két olyan jel összehasonlításán alapul, amelyek frekvenciája több nagyságrenddel különbözik. Az összehasonlító elem egy műveleti erősítő (komparátor). Az egyik bemenetére nagy állandó frekvenciájú fűrészfog feszültség, a másikra pedig változó amplitúdójú, alacsony frekvenciájú moduláló feszültség kerül. A komparátor mindkét értéket összehasonlítja, és a kimeneten téglalap alakú impulzusokat generál, amelyek időtartamát a moduláló jel aktuális értéke határozza meg. Ebben az esetben a PWM frekvencia megegyezik a fűrészfog jel frekvenciájával.

Digitális PWM

Az impulzusszélesség-moduláció digitális értelmezésben a mikrokontroller (MC) számos funkciója közül az egyik. A kizárólag digitális adatokkal működő MK akár magas (100%), akár alacsony (0%) feszültségszintet tud generálni a kimenetein. A legtöbb esetben azonban a terhelés hatékony szabályozásához meg kell változtatni az MK kimenetén a feszültséget. Például a motor forgási sebességének beállítása, a LED fényerejének megváltoztatása. Mi a teendő, hogy a mikrokontroller kimenetén 0 és 100% közötti feszültségértéket kapjunk?

A problémát az impulzusszélesség-moduláció módszerével és a túlmintavételezési jelenség alkalmazásával oldják meg, amikor a megadott kapcsolási frekvencia többszöröse a vezérelt eszköz válaszának. Az impulzusok munkaciklusának változtatásával a kimeneti feszültség átlagos értéke megváltozik. Általában az egész folyamat több tíz-száz kHz-es frekvencián megy végbe, ami lehetővé teszi a zökkenőmentes beállítást. Technikailag ezt egy PWM vezérlővel - egy speciális mikroáramkörrel - valósítják meg, amely bármely digitális vezérlőrendszer "szíve". A PWM-alapú vezérlők aktív használata tagadhatatlan előnyeiknek köszönhető:

magas jelátalakítási hatékonyság;
a munka stabilitása;
a terhelés által fogyasztott energia megtakarítása;
alacsony költségű;
az egész készülék nagy megbízhatósága.

Kétféleképpen lehet PWM jelet kapni a mikrokontroller érintkezőinél: hardveresen és szoftveresen. Mindegyik MK-nak van beépített időzítője, amely képes PWM impulzusokat generálni bizonyos érintkezőkön. Így valósul meg a hardveres megvalósítás. A PWM-jel szoftverparancsokkal történő lekérése több lehetőséget kínál a felbontás tekintetében, és több láb használatát teszi lehetővé. A szoftveres módszer azonban az MK nagy terheléséhez vezet, és sok memóriát foglal el.

Figyelemre méltó, hogy a digitális PWM-ben az impulzusok száma periódusonként eltérő lehet, és maguk az impulzusok az időszak bármely részében elhelyezkedhetnek. A kimeneti jel szintjét az összes impulzus periódusonkénti teljes időtartama határozza meg. Meg kell érteni, hogy minden további impulzus a teljesítménytranzisztor átmenete a nyitott állapotból a zárt állapotba, ami a kapcsolás során a veszteségek növekedéséhez vezet.

Példa a PWM vezérlő használatára

Az egyszerű PWM-vezérlők egyik megvalósítási lehetőségét már korábban leírtuk. Mikroáramkörre épül, kis pánttal rendelkezik. De az áramkör egyszerűsége ellenére a szabályozónak meglehetősen széles körű alkalmazásai vannak: vezérlőáramkörök a LED-ek fényerejét, LED-szalagokat, az egyenáramú motorok forgási sebességének beállítását.

Olvassa el is

Kiváló megoldás a digitális teljesítményszabályozáshoz!

BTA100

Elérhetőek

Vásároljon ömlesztve

A készüléket úgy tervezték, hogy a terhelési teljesítményt 10000 W-ig állítsa be 220 V feszültségű váltakozó áramú áramkörökben. A készülék erős triac alapján épült fel. BTA100és elektromos fűtőtestek, világítóberendezések, kollektoros és aszinkron váltakozó áramú motorok stb. teljesítményének szabályozására szolgál. Ennek a triacnak a használata lehetővé teszi a hűtőradiátor méretének csökkentését. A széles beállítási tartománynak és a nagy teljesítménynek köszönhetően a szabályozó széles körben alkalmazható a mindennapi életben.

Műszaki adatok

Sajátosságok

Sima beállítás a teljes teljesítménytartományban.
Nagy beállítási teljesítmény
Széles üzemi feszültség tartomány
Nulla átkelés érzékelő
Gombvezérlés
Lehetőség a vezérlőkártya leválasztására a tápegységről
Beépített radiátor

Működés elve

A teljesítményszabályozó a PWM vezérlési elvet használja nulla-átlépéses fázisvezérlő detektorral

Készülék kialakítása

A teljesítményszabályozó beépített vezérlőpanelként van kialakítva, külön tápmodullal.

Cikkek

Rendszer

A szállítás tartalma

Vezérlő modul - 1 db.
Tápegység - 1 db.
Utasítás - 1 db.

Mi szükséges az összeszereléshez

A csatlakoztatáshoz szüksége lesz: huzalra, csavarhúzóra, oldalvágókra.

Üzemeltetés előkészítése

Csatlakoztasson egy izzólámpát az OUTPUT csatlakozókhoz.
Csatlakoztassa a tápkábelt az IN 220V csatlakozókhoz.
Csatlakoztassa a dugót a 220 V-os hálózathoz.
A kezelőpanel gombjainak megnyomásával ellenőrizze a lámpa fényerejének változását.
Az ellenőrzés befejeződött. Boldog működést.

Üzemeltetési feltételek

Hőmérséklet -30C és +50C között. Relatív páratartalom 20-80% nem kondenzál.

Elővigyázatossági intézkedések

A modul és a kapcsok veszélyes 220 V feszültség alatt vannak.
Tartsa be a biztonsági intézkedéseket, ne érintse meg a nyomtatott áramköri lap érintkezőit, amíg a modul 220 V-os hálózatra van csatlakoztatva.

Kérdések és válaszok

Jó napot. Vásárolok Önöktől egy digitális PWM teljesítményszabályozót 220V / 10kW (45A) és lágyindítóként használom egy 3 kW-os kommutátoros motorral rendelkező hómaróhoz. Ezzel kapcsolatban lenne néhány kérdésem ezzel a szabályozóval kapcsolatban: 1. Megfelelően fog működni a szabályozó abban az értelemben, hogy a beállítás zökkenőmentesen és rándulások nélkül történik? 2. Hány érintkező zárja a szabályozó vezérlőgombjait? A kérdést az az ötlet diktálja, hogy a vezérlőkészüléket egy átlátszó zárt tokban helyezzék el, és a kapcsolót vízálló joystickkal duplikálják. 3. Van-e elegendő hűtőborda terület a névleges teljesítményhez, vagy szükség lesz hűtőventilátorra? 4. A radiátor feszültség alatt van? A vízálló tokon kívül hagyható?Üdvözlettel, Szergej.
- 1. Ne legyenek rántások, az átstrukturálási lépés 1%. Azonban minden esetet külön kell megvizsgálni. 2. Minden gomb két érintkezőt zár be. 3. A műszaki adatok a készülék csúcsteljesítményét jelzik. Névleges teljesítménye 7-8 kW.
1. Vezérlőpult mellékelve? 2. Be lehet állítani egy bizonyos százalékra és kikapcsolni, hogy a beállított százalék az áram kikapcsolása után is megmaradjon?
- 1. Vezérlőpult mellékelve. 2. A vezérlőpult nem kapcsolható ki. 3. Kikapcsolt állapotban a beállítások nem mennek félre.
Szia, megtudnád pontosabban, hogy hol van bekötve a fázis, hol nulla, és a kimenet is. Csak arról van szó, hogy a fűtőtest, ahol be kell állítani a teljesítményt, a fűtőelemek része, és van egy közös nulla
- A ZERO buszt a két középső érintkezőhöz kell csatlakoztatni.
Helló! Kérem, mondja meg, hogy a vezérlő triac házában van galvanikus leválasztás az elektromos hálózatról? Ha ez a szabályozó a készülék fémházába van beépítve, akkor a radiátorát le kell választani a házról?
- Így van, a készülék radiátorát el kell szigetelni a háztól.
Jó napot. Melyik szabályozó vezérli a transzformátor primer tekercsét? Köszönöm.
- A felülvizsgálatok szerint az MK071M segítségével szabályozzák őket. Még nem próbáltad ki magad.

Egy másik áttekintés a házi készítésű termékek mindenféle dologáról. Ezúttal a digitális sebességszabályozóról fogok beszélni. A dolog a maga módján érdekes, de én többet akartam.
Akit érdekel, olvasson tovább :)

Ha a háztartásban van néhány kisfeszültségű eszköz, például egy kis daráló stb. Funkcionális és esztétikus megjelenésüket szerettem volna kissé növelni. Igaz, ez nem sikerült, bár továbbra is remélem, hogy elérem a célomat, talán máskor, ma magáról a dologról mesélek.
Ennek a szabályozónak a gyártója a Maitech, vagy inkább ez a név gyakran megtalálható mindenféle házi készítésű sálon és blokkon, bár valamilyen oknál fogva nem találkoztam ennek a cégnek az oldalával.

Tekintettel arra, hogy végül nem azt csináltam, amit szerettem volna, az áttekintés rövidebb lesz a szokásosnál, de mint mindig, azzal kezdem, hogyan értékesítik és küldik.
A borítékban egy közönséges cipzáras táska volt.

A készlet csak egy változtatható ellenállású szabályozót és egy gombot tartalmaz, nincs kemény csomagolás és utasítás, de minden sértetlenül és sérülés nélkül megérkezett.

A hátoldalon egy matrica található, amely helyettesíti az utasításokat. Elvileg nem kell több egy ilyen készülékhez.
Az üzemi feszültség tartománya 6-30 volt, a maximális áramerősség pedig 8 A.

A megjelenés egész jó, sötét "üveg", sötétszürke műanyag a ház, kikapcsolt állapotban általában feketének tűnik. Kinézeti ellensúlyozásban nincs okunk panaszra. Az elejére szállítófóliát ragasztottak.
A készülék beépítési méretei:
Hossza 72 mm (minimális toknyílás 75 mm), szélessége 40 mm, mélysége előlap nélkül 23 mm (előlappal 24 mm).
Az előlap méretei:
Hossza 42,5, szélessége 80 mm

Változó ellenálláshoz fogantyú jár, a fogantyú természetesen durva, de használható lesz.
Az ellenállás ellenállása 100KΩ, a beállítási függés lineáris.
Mint később kiderült, a 100KΩ ellenállás ad egy hibát. Impulzusos tápegységről táplálva nem lehet stabil leolvasást beállítani, befolyásolja a változtatható ellenállás vezetékeinek interferenciája, ami miatt a leolvasások +\- 2 karaktert ugrálnak, de jó lenne ugrani, együtt erre megugrik a motor fordulatszáma.
Az ellenállás ellenállása nagy, az áram kicsi és a vezetékek összegyűjtik az összes zajt.
Ha lineáris tápegységről táplálja, ez a probléma teljesen hiányzik.
Az ellenálláshoz és a gombhoz vezető vezetékek hossza kb. 180mm.

Gomb, hát nincs semmi különös. Normál esetben nyitott érintkezők, szerelési átmérő 16 mm, hossza 24 mm, nincs megvilágítás.
A gomb leállítja a motort.
Azok. tápfeszültség bekapcsolásakor a visszajelző bekapcsol, a motor beindul, a gomb megnyomása kikapcsol, a második megnyomás újra bekapcsol.
Ha a motor le van állítva, a visszajelző sem világít.

A burkolat alatt a készülék tábla található.
A tápellátás és a motor csatlakozó érintkezői ki vannak vezetve a kapcsokra.
A csatlakozó pozitív érintkezői össze vannak kötve, a tápkapcsoló a motor negatív vezetékét kapcsolja át.
A változtatható ellenállás és a gomb csatlakozása leválasztható.
Minden rendben van. A kondenzátor vezetékek kicsit ferdék, de szerintem ezt meg lehet bocsátani :)

A további szétszerelést a spoiler alá rejtem.

Több

A mutató meglehetősen nagy, a számjegy magassága 14 mm.
A tábla mérete 69x37mm.

A tábla szépen össze van szerelve, a jelzőérintkezők közelében fluxusnyomok láthatók, de általában tiszta a tábla.
A lap tartalma: fordított polaritás védő dióda, 5 voltos stabilizátor, mikrokontroller, 470 mikrofarad 35 voltos kondenzátor, tápelemek egy kis radiátor alatt.
A további csatlakozók felszerelésére szolgáló helyek is láthatóak, céljuk nem egyértelmű.

Felvázoltam egy kis blokkdiagramot, csak hogy hozzávetőlegesen megértsem, mi és hogyan van kapcsolva és hogyan kapcsolódik. A változtatható ellenállást egyik lábbal 5 voltra, a másodikat a földre kapcsoljuk. Ezért nyugodtan cserélhető kisebb címletre. A diagramon nincs csatlakozás a forrasztás nélküli csatlakozóhoz.

A készülék az STMicroelectronics által gyártott mikrokontrollert használja.
Amennyire én tudom, ezt a mikrovezérlőt meglehetősen sok különböző eszközben használják, például ampermérőben.

A teljesítménystabilizátor, ha a maximális bemeneti feszültségen működik, felmelegszik, de nem nagyon.

Az erőelemekből származó hő egy része a tábla réz poligonjaira távozik, bal oldalon nagyszámú átmenet látható a tábla egyik oldaláról a másikra, ami segít a hő eltávolításában.
Ezenkívül a hőt egy kis radiátor segítségével távolítják el, amelyet felülről nyomnak a tápelemekhez. Ez a hűtőborda elhelyezése számomra kicsit kétségesnek tűnik, mivel a hőt a ház műanyagján keresztül távolítják el, és egy ilyen hűtőborda nem sokat segít.
Az erőelemek és a radiátor között nincs paszta, azt javaslom, hogy vegyük ki a radiátort és kenjük be pasztával, legalább egy kicsit, de jobb lesz.

A teljesítmény részben tranzisztort használnak, a csatorna ellenállása 3,3 mOhm, a maximális áramerősség 161 Amper, de a maximális feszültség csak 30 Volt, ezért javaslom a bemenet korlátozását 25-27 Voltra. Maximális közeli áramerősség mellett enyhe felmelegedés tapasztalható.
A közelben található egy dióda is, amely csillapítja a motor önindukciójából származó áramlökéseket.
Itt 10 ampert, 45 voltot használnak. A diódával kapcsolatban nincs kérdés.

Első felvétel. Történt ugyanis, hogy még a védőfólia eltávolítása előtt elvégeztem a teszteket, mert ezeken a fotókon még mindig ott van.
A jelző kontrasztos, közepesen fényes, tökéletesen olvasható.

Eleinte úgy döntöttem, hogy megpróbálom kis terhelésekkel, és az első csalódás ért.
Nem, a gyártóra és a boltra nincs panaszom, csak abban reménykedtem, hogy egy ilyen relatíve drága készülékben lesz motorfordulat-stabilizátor.
Sajnos ez csak egy állítható PWM, a mutató 0 és 100% között mutatja a %-os kitöltést.
A szabályzó észre sem vette a kis motort, aznap teljesen nevetséges terhelési áram :)

A figyelmes olvasók bizonyára odafigyeltek a vezetékek keresztmetszetére, amivel a szabályozóra kötöttem az áramot.
Igen, akkor úgy döntöttem, hogy globálisabban közelítem meg a kérdést, és csatlakoztattam egy erősebb motort.
Természetesen észrevehetően erősebb, mint a szabályozó, de alapjáraton árama körülbelül 5 amper, ami lehetővé tette a szabályozó ellenőrzését a maximumhoz közelebbi módokon.
A szabályozó egyébként tökéletesen viselkedett, azt elfelejtettem jelezni, hogy bekapcsolva a szabályozó simán növeli a PWM kitöltést nulláról a beállított értékre, biztosítva a sima gyorsulást, miközben a jelző azonnal mutatja a beállított értéket, és nem úgy, mint a frekvencián meghajtók, ahol a valós áram jelenik meg.
A szabályozó nem hibásodott meg, kicsit felmelegedett, de nem kritikus.

Mivel a szabályozó impulzusos, úgy döntöttem, szórakozásból, körbebökök egy oszcilloszkóppal, és megnézem, mi történik a teljesítménytranzisztor kapujában különböző üzemmódokban.
A PWM frekvencia körülbelül 15 kHz, és működés közben nem változik. A motor körülbelül 10%-os töltöttségnél indul be.

Kezdetben azt terveztem, hogy a szabályozót a régi (elég ősi) tápomba teszem a kis elektromos szerszámokhoz (erről majd máskor). elméletileg ez kellett volna az előlap helyett, és a fordulatszám szabályzót hátul kellett volna elhelyezni, nem terveztem gombot rakni (szerencsére bekapcsoláskor azonnal bekapcsolt módba kapcsol a készülék) .
Szépnek és rendezettnek kellett lennie.

De további csalódás várt rám.
1. Bár a jelző mérete kicsivel kisebb volt, mint az előlap betétje, rosszabb volt, hogy nem fért bele a mélységbe, a tok feleinek összekötésére szolgáló állványokhoz támaszkodott.
és ha le lehetne vágni a jelzőház műanyagát, akkor nem számít, mert a szabályozó kártya tovább zavart.
2. De még ha az első kérdést meg is oldottam volna, volt egy második probléma, teljesen elfelejtettem, hogyan készült a tápom. A helyzet az, hogy a szabályozó megszakítja a mínusz betáplálást, és van egy relém a hátramenethez, a motor bekapcsolásához és leállításához, és mindehhez egy vezérlő áramkör. És a változtatásukkal minden sokkal nehezebbnek bizonyult :(

Ha fordulatszám stabilizálós lenne a szabályzó akkor is összezavarodnék és újracsinálnám a vezérlést és a hátrameneti áramkört, vagy a szabályozót a kapcsolásra + tápra. És így lehetséges, és újra fogom csinálni, de már lelkesedés nélkül, és most nem tudom, mikor.
Esetleg valakit érdekel, egy fotó a tápom belsejéről, kb 13-15 éve volt, szinte végig gond nélkül működött, egyszer kellett relét cserélni.

Összegzés.
profik
A készülék teljesen működőképes.
Csinos megjelenés.
Minőségi felépítés
A készlet mindent tartalmaz, amire szüksége van.

Mínuszok.
Nem megfelelő működés a kapcsolóüzemű tápegységek miatt.
Teljesítménytranzisztor feszültségkülönbség nélkül
Ilyen szerény funkcionalitással az ár túl magas (de itt minden relatív).

Véleményem. Ha behunyod a szemed a készülék ára előtt, akkor önmagában egész jó, és jól néz ki és jól is működik. Igen, a nem túl jó zajtűréssel van gond, szerintem nem nehéz megoldani, de kicsit elkeserítő. Ezenkívül azt javaslom, hogy ne lépje túl a bemeneti feszültséget 25-27 Volt fölé.
Inkább az a frusztráló, hogy elég sok lehetőséget néztem mindenféle kész szabályozóra, de sehol nem kínálnak megoldást sebességstabilizálóval. Talán valaki megkérdezi, miért csinálom ezt. Elmagyarázom, hogyan került a kezébe egy stabilizátoros csiszológép, sokkal kellemesebb dolgozni, mint általában.

Ennyi, remélem érdekes volt :)

A terméket az üzlet véleménye írásához biztosította. Az áttekintést a Webhelyszabályzat 18. pontja szerint teszik közzé.

+23 vásárlását tervezem Add hozzá a kedvencekhez Tetszett az értékelés +38 +64

Bizonyos esetekben, például zseblámpákban vagy otthoni világítótestekben, szükségessé válik a fényerősség beállítása. Úgy tűnik, ez egyszerűbb: csak növelje vagy csökkentse a LED-en keresztüli áramot. De ebben az esetben az energia jelentős része a korlátozó ellenállásra kerül, ami teljesen elfogadhatatlan az elemekből vagy akkumulátorokból származó autonóm tápellátáshoz.

Ezenkívül a LED-ek izzásának színe is megváltozik: például a fehér szín, amikor az áram a névleges érték alá csökken (a legtöbb LED esetében 20 mA), enyhén zöldes árnyalatú lesz. Egy ilyen színváltozás bizonyos esetekben teljesen haszontalan. Képzelje el, hogy ezek a LED-ek egy TV vagy számítógép monitor képernyőjét világítják meg.

Ezekben az esetekben alkalmazza PWM - szabályozás (szélesség - impulzus). Jelentése az, hogy időnként felgyullad és kialszik. Ebben az esetben az áram a teljes villanási idő alatt névleges marad, így a lumineszcencia spektrum nem torzul. Ha a LED fehér, akkor a zöld árnyalatok nem jelennek meg.

Ezenkívül ezzel a teljesítményszabályozási módszerrel az energiaveszteség minimális, a PWM vezérlésű áramkörök hatékonysága nagyon magas, eléri a 90 százalékot.

A PWM - szabályozás elve meglehetősen egyszerű, és az 1. ábrán látható. A világító és kialudt állapot idejének eltérő arányát a szem a következőképpen érzékeli: mint egy filmben - a külön-külön bemutatott képkockákat egy Mozgókép. Minden a vetítési frekvenciától függ, amelyről egy kicsit később lesz szó.

1. ábra A PWM - szabályozás elve

Az ábra a PWM vezérlőeszköz (vagy főoszcillátor) kimenetén lévő jeldiagramokat mutatja. A nulla és az egy jelzi: a logikai egyes (magas szint) a LED világít, a logikai nulla (alacsony szint) pedig kialszik.

Bár minden lehet fordítva is, mivel minden a kimeneti gomb áramkörétől függ, a LED bekapcsolása alacsony szinten, kikapcsolása pedig csak magas szinten történhet. Ebben az esetben a fizikailag logikai feszültségszint alacsony, a logikai nulla pedig magas.

Vagyis a logikai egy valamilyen esemény vagy folyamat bekapcsolását okozza (esetünkben a LED világít), a logikai nullának pedig ki kell kapcsolnia ezt a folyamatot. Vagyis a digitális mikroáramkör kimenetén nem mindig magas szint LOGIKAI egység, minden attól függ, hogy egy adott áramkör hogyan épül fel. Ez így van, tájékoztatásul. De egyelőre azt feltételezzük, hogy a kulcsot magas szint vezérli, és ez egyszerűen nem lehet másként.

A vezérlő impulzusok gyakorisága és szélessége

Vegye figyelembe, hogy az impulzus periódusa (vagy frekvenciája) változatlan marad. De általában az impulzusfrekvencia nem befolyásolja az izzás fényerejét, ezért a frekvenciastabilitásra nincs különleges követelmény. A pozitív impulzusnak ebben az esetben csak az időtartama (WIDTH) változik, aminek köszönhetően az impulzusszélesség moduláció teljes mechanizmusa működik.

A vezérlő impulzusok időtartamát az 1. ábrán %-ban fejezzük ki. Ez az úgynevezett "munkaciklus", vagy angol terminológiával DUTY CYCLE. Ezt a vezérlő impulzus időtartamának az impulzus ismétlési periódusához viszonyított arányában fejezzük ki.

Az orosz terminológiában általában ezt használják "munkaciklus" - az ismétlési periódus és az impulzus idejének aránya a. Így, ha a kitöltési tényező 50%, akkor a munkaciklus 2 lesz. Itt nincs alapvető különbség, ezért bármelyik értéket használhatja, akinek kényelmesebb és érthetőbb.

Itt természetesen megadhatnánk képleteket a munkaciklus és a DUTY CYCLE kiszámításához, de hogy ne bonyolítsuk le a bemutatást, képletek nélkül is megtesszük. Végül, de nem utolsósorban Ohm törvénye. Nincs mit tenni ellene: "Nem ismered az Ohm-törvényt, maradj otthon!" Ha valakit érdekelnek ezek a képletek, az interneten mindig megtalálható.

PWM frekvencia a dimmerhez

Mint egy kicsit feljebb említettük, a PWM impulzusfrekvencia stabilitására nincs különösebb követelmény: nos, egy kicsit „lebeg”, és ez így van rendjén. A PWM vezérlők hasonló frekvenciájú instabilitással rendelkeznek, egyébként elég nagyok, ami sok kivitelben nem zavarja a használatukat. Ebben az esetben csak az a fontos, hogy ez a frekvencia ne essen egy bizonyos érték alá.

És mekkora legyen a frekvencia, és mennyire lehet instabil? Ne felejtse el, hogy dimmerekről beszélünk. A filmtechnológiában létezik egy „kritikus villogási frekvencia” kifejezés. Ez az a frekvencia, amellyel az egymás után megjelenített egyes képeket mozgóképként érzékeli. Az emberi szem számára ez a frekvencia 48 Hz.

Pontosan ez az oka annak, hogy a filmen a képkockasebesség 24 képkocka/mp volt (a televíziós szabvány 25 képkocka/mp). Ennek a frekvenciának a kritikus értékre való növelése érdekében a filmvetítők kétlapátú obturátort (reteszzárat) használnak, amely kétszer átfedi az egyes megjelenített képkockákat.

Az amatőr keskenyfilmes 8 mm-es kivetítőkben a vetítési frekvencia 16 képkocka/mp volt, így az obturátornak három pengéje volt. Ugyanezt a célt szolgálja a televízióban, hogy a kép félkockákban jelenik meg: először páros, majd páratlan sorokban. Az eredmény egy 50 Hz-es villogási frekvencia.

A LED működése PWM módban egy különálló, állítható időtartamú villanás. Annak érdekében, hogy ezeket a villanásokat a szem folyamatos izzásként érzékelje, gyakoriságuk semmiképpen sem lehet kisebb a kritikusnál. Feljebb, de lejjebb nem. Ezt a tényezőt figyelembe kell venni a létrehozás során PWM - vezérlők lámpákhoz.

Egyébként csak érdekességként: a tudósok valahogy megállapították, hogy a méhek szemének kritikus frekvenciája 800 Hz. Ezért a méh különálló képek sorozataként fogja látni a filmet a képernyőn. Ahhoz, hogy mozgóképet lásson, a vetítési frekvenciát másodpercenként nyolcszáz mezőre kell növelni!

A tényleges LED vezérlésére szolgál. A közelmúltban erre a célra a legszélesebb körben azokat használják, amelyek lehetővé teszik a jelentős teljesítmény kapcsolását (a hagyományos bipoláris tranzisztorok ilyen célokra történő használatát egyszerűen illetlennek tartják).

Ilyen igény (erőteljes MOSFET - tranzisztor) nagyszámú LED esetén merül fel, például, amelyről egy kicsit később lesz szó. Ha a teljesítmény alacsony - egy vagy két LED használatakor alacsony teljesítményű kapcsolókat használhat, és ha lehetséges, csatlakoztassa a LED-eket közvetlenül a mikroáramkörök kimeneteihez.

A 2. ábra egy PWM vezérlő működési diagramját mutatja. Az R2 ellenállás feltételesen vezérlőelemként látható az ábrán. Gombjának elforgatásával a kívánt határokon belül módosítható a vezérlő impulzusok munkaciklusa, és ennek következtében a LED-ek fényereje.

2. ábra A PWM vezérlő működési diagramja

Az ábrán három LED-sor látható, amelyek sorba vannak kapcsolva lezáró ellenállásokkal. Körülbelül ugyanazt a csatlakozást használják a LED-szalagoknál. Minél hosszabb a szalag, minél több a LED, annál nagyobb az áramfelvétel.

Ezekben az esetekben nagy teljesítményűekre lesz szükség, amelyek megengedett leeresztőáramának valamivel nagyobbnak kell lennie, mint a szalag által fogyasztott áram. Az utolsó követelmény meglehetősen könnyen teljesíthető: például az IRL2505 tranzisztor leeresztő árama körülbelül 100 A, a leeresztő feszültsége 55 V, míg a mérete és az ára meglehetősen vonzó a különféle kivitelekben.

PWM master oszcillátorok

A mikrokontroller használható mester PWM oszcillátorként (leggyakrabban ipari körülmények között), vagy alacsony integrációs fokú mikroáramkörökön készült áramkörként. Ha kis számú PWM vezérlőt terveznek otthon készíteni, és nincs tapasztalat a mikrovezérlő eszközök létrehozásában, akkor jobb, ha egy vezérlőt készít a jelenleg kéznél lévőre.

Ezek lehetnek a K561 sorozat logikai áramkörei, az integrált időzítő, valamint a speciális áramkörök. Ebben a szerepkörben akár egy állítható generátort is összeszerelhetsz rá, de ez talán "a művészet szeretetére". Ezért az alábbiakban csak két sémát veszünk figyelembe: a leggyakoribb az 555-ös időzítőn és az UC3843 UPS-vezérlőn.

A fő oszcillátor vázlata az 555 időzítőn

3. ábra A fő oszcillátor vázlata

Ez az áramkör egy hagyományos négyszöghullám-generátor, amelynek frekvenciáját a C1 kondenzátor állítja be. A kondenzátor töltése a "Kimenet - R2 - RP1-C1 - közös vezeték" áramkörön keresztül történik. Ebben az esetben a kimeneten magas szintű feszültségnek kell lennie, ami megegyezik azzal, hogy a kimenetet az áramforrás pozitív pólusára kötötték.

A kondenzátor a "C1 - VD2 - R2 - Kimenet - közös vezeték" áramkör mentén kisüt, amikor alacsony szintű feszültség van a kimeneten - a kimenet egy közös vezetékhez van csatlakoztatva. Ez a különbség az időbeállító kondenzátor töltési-kisülési útvonalaiban, amely állítható szélességű impulzusokat ad.

Meg kell jegyezni, hogy a diódák, még az azonos típusúak is, eltérő paraméterekkel rendelkeznek. Ebben az esetben az elektromos kapacitásuk játszik szerepet, amely a diódákon lévő feszültség hatására megváltozik. Ezért a kimeneti jel munkaciklusának változásával együtt annak frekvenciája is változik.

A lényeg az, hogy ne legyen kisebb, mint a kritikus frekvencia, amelyet egy kicsit magasabban említettek. Ellenkező esetben a különböző fényerősségű egyenletes ragyogás helyett egyedi villanások lesznek láthatók.

Körülbelül (ismét a diódák a hibásak) a generátor frekvenciája az alábbi képlettel határozható meg.

A PWM generátor frekvenciája az 555 időzítőn.

Ha a képletbe behelyettesítjük a kondenzátor kapacitását faradban és az ellenállását ohmban, akkor az eredmény hertz Hz-ben legyen: az SI rendszertől nem lehet kikerülni! Ez azt feltételezi, hogy az RP1 változtatható ellenállás csúszkája középső helyzetben van (az RP1 / 2 képletben), ami megfelel a meander alakzat kimeneti jelének. A 2. ábrán pontosan ez az a rész, ahol az impulzus időtartama 50%, ami egy 2-es munkaciklusú jelnek felel meg.

PWM fő oszcillátor UC3843 chipen

Sémája a 4. ábrán látható.

4. ábra: Az UC3843 chip PWM fő oszcillátorának vázlata

Az UC3843 chip egy vezérlő PWM vezérlő tápegységek kapcsolására, és például ATX formátumú számítógépes forrásokban használják. Ebben az esetben a beillesztésének tipikus sémája némileg módosult az egyszerűsítés irányába. A kimeneti impulzus szélességének szabályozására pozitív polaritású vezérlőfeszültséget kapcsolunk az áramkör bemenetére, majd a kimeneten PWM impulzusjelet kapunk.

A legegyszerűbb esetben a vezérlőfeszültség 22 ... 100 KΩ ellenállású változtatható ellenállással alkalmazható. Szükség esetén vezérlőfeszültséget kaphatunk például egy fotoellenálláson készült analóg fényérzékelőről: minél sötétebb az ablakon kívül, annál világosabb a helyiségben.

A vezérlőfeszültség úgy hat a PWM kimenetre, hogy ha lecsökkentjük, a kimeneti impulzus szélessége megnő, ami egyáltalán nem meglepő. Végül is az UC3843 chip eredeti célja a tápfeszültség stabilizálása: ha a kimeneti feszültség csökken, és ezzel együtt a szabályozó feszültség is, akkor intézkedéseket kell tenni (növelni kell a kimeneti impulzus szélességét), hogy kissé megnöveljük. a kimeneti feszültség.

A tápegységekben a szabályozó feszültséget általában zener-diódák segítségével állítják elő. Leggyakrabban ez vagy valami hasonló.

A diagramon feltüntetett részek névleges értékével a generátor frekvenciája körülbelül 1 kHz, és az 555-ös időzítőn lévő generátorral ellentétben nem „lebeg” a kimenő jel munkaciklusának változásakor - ügyelve a frekvencia frekvenciájára. kapcsolóüzemű tápegységek.

Jelentős teljesítmény szabályozásához, például egy LED szalaghoz, egy MOSFET tranzisztoron lévő kulcsfokozatot kell csatlakoztatni a kimenetre, amint az a 2. ábrán látható.

Beszélhetnénk még a PWM vezérlőkről, de most álljunk meg itt, a következő cikkben pedig a LED-ek csatlakoztatásának különféle módjait fogjuk megvizsgálni. Hiszen nem minden módszer egyformán jó, van, amit kerülni kell, és egyszerűen rengeteg hiba akad a LED-ek csatlakoztatásakor.