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PWM 회로. PWM 컨트롤러


PWM 컨트롤러는 극성 모터의 회전 속도, 전구의 밝기 또는 발열체의 전력을 조절하도록 설계되었습니다.

장점:
1 제조 용이성
2 구성 요소의 가용성(비용은 $ 2를 초과하지 않음)
3 폭넓은 적용
4 초보자분들은 다시한번 연습하시고 즐감하세요 =)

일단 쿨러의 회전 속도를 조정하는 "장치"가 필요했습니다. 정확히 기억나지 않는 이유. 처음부터 일반 가변 저항기를 통해 시도했지만 매우 뜨거워져 수용할 수 없었습니다. 결과적으로 인터넷을 뒤지다가 이미 친숙한 NE555 칩에서 회로를 발견했습니다. 펄스의 듀티 사이클(지속 시간)이 50% 이하인 기존 PWM 컨트롤러의 회로였습니다(나중에 작동 방식에 대한 그래프를 제공하겠습니다). 회로는 매우 간단하고 튜닝이 필요하지 않은 것으로 판명되었으며 가장 중요한 것은 다이오드와 트랜지스터의 연결을 망치지 않는 것이 었습니다. 처음으로 브레드보드에 조립하고 테스트했을 때 모든 것이 반 바퀴 만에 작동했습니다. 나중에는 이미 작은 인쇄회로기판을 펼쳐놓았고 모든 것이 더 깔끔해 보였습니다 =) 자, 이제 회로 자체를 살펴보겠습니다!

PWM 컨트롤러 회로

그것으로부터 우리는 이것이 데이터 시트의 계획에 따라 조립된 듀티 사이클 레귤레이터가 있는 일반 발전기임을 알 수 있습니다. 우리는 저항 R1으로 이 듀티 사이클을 변경하고 저항 R2는 단락에 대한 보호 역할을 합니다. 왜냐하면 마이크로 회로의 4번째 출력은 타이머의 내부 키를 통해 접지에 연결되고 R1의 극한 위치에서는 단순히 닫히기 때문입니다. R3는 풀업 저항입니다. C2는 주파수 설정 커패시터입니다. IRFZ44N 트랜지스터는 N 채널 MOSFET입니다. D3는 부하가 중단될 때 필드 장치가 고장나는 것을 방지하는 보호 다이오드입니다. 이제 펄스의 듀티 사이클에 대해 조금 알아보겠습니다. 펄스 듀티 사이클은 펄스 지속 시간에 대한 반복 기간(반복)의 비율입니다. 즉, 특정 기간 후에 플러스에서 마이너스로, 또는 오히려 논리 단위에서 논리적 제로. 따라서 펄스 사이의 이 시간 간격은 동일한 듀티 사이클입니다.


중간 위치 R1에서의 듀티 사이클

맨 왼쪽 위치 R1에서의 듀티 사이클


맨 오른쪽 위치 R에서의 듀티 사이클

아래에서 부품 위치가 있거나없는 인쇄 회로 기판을 제공합니다.


이제 세부 사항과 외관에 대해 조금. 초소형 회로 자체는 DIP-8 패키지, 소형 세라믹 커패시터, 0.125-0.25 와트 저항으로 만들어집니다. 다이오드는 1A용 기존 정류기입니다(가장 저렴한 1N4007, 대량으로 어디에나 있음). 또한 미래에 다른 프로젝트에서 사용하고 다시 납땜을 해제하지 않으려면 마이크로 회로를 소켓에 설치할 수 있습니다. 아래는 세부 사진입니다.



펄스 폭 변조(PWM)는 주파수가 일정하게 유지되는 동안 펄스 지속 시간(듀티 사이클)이 변경되는 신호 변환 방법입니다. 영어 용어로 PWM(펄스 폭 변조)이라고 합니다. 이 기사에서는 PWM이 무엇인지, 어디에 사용되며 어떻게 작동하는지 자세히 설명합니다.

적용분야

마이크로컨트롤러 기술의 발전으로 PWM에 새로운 기회가 열렸습니다. 이 원칙은 출력 매개변수의 조정과 이를 주어진 수준으로 유지해야 하는 전자 장치의 기초가 되었습니다. 펄스 폭 변조 방식은 빛의 밝기, 엔진 회전 속도를 변경하고 펄스 형 전원 공급 장치 (PSU)의 전력 트랜지스터를 제어하는 ​​​​데 사용됩니다.

펄스 폭(PW) 변조는 LED 밝기 제어 시스템의 구성에 적극적으로 사용됩니다. 낮은 관성으로 인해 LED는 수십 kHz의 주파수에서 전환(점멸 및 꺼짐)할 시간이 있습니다. 펄스 모드에서의 작동은 인간의 눈에 일정한 광선으로 인식됩니다. 차례로 밝기는 한 기간 동안 펄스의 지속 시간(LED의 열린 상태)에 따라 달라집니다. 펄스 시간이 일시 중지 시간과 같으면, 즉 듀티 사이클이 50%이면 LED 밝기는 공칭 값의 절반이 됩니다. 220V LED 램프의 대중화로 불안정한 입력 전압으로 작동 신뢰성을 높이는 문제가 제기되었습니다. 솔루션은 펄스 폭 또는 펄스 주파수 변조 원리로 작동하는 전원 드라이버인 범용 마이크로 회로의 형태로 발견되었습니다. 이러한 드라이버 중 하나를 기반으로 하는 회로에 대해 자세히 설명합니다.

드라이버 초소형 회로의 입력에 공급되는 주전원 전압은 회로 내 기준 전압과 지속적으로 비교되어 출력에서 ​​PWM(PFM) 신호를 형성하며, 매개변수는 외부 저항으로 설정됩니다. 일부 마이크로 회로에는 아날로그 또는 디지털 제어 신호를 공급하기 위한 출력이 있습니다. 따라서 다른 SHI 변환기를 사용하여 펄스 드라이버의 동작을 제어할 수 있습니다. 흥미롭게도 LED는 고주파 펄스를 수신하지 않고 이러한 회로의 필수 요소인 초크에 의해 평활화된 전류를 수신합니다.

PWM의 대규모 사용은 LED 백라이트가 있는 모든 LCD 패널에 반영됩니다. 불행히도 LED 모니터에서 대부분의 SHI 변환기는 수백 헤르츠의 주파수에서 작동하므로 PC 사용자의 시력에 부정적인 영향을 미칩니다.

Arduino 마이크로 컨트롤러는 PWM 컨트롤러 모드에서도 작동할 수 있습니다. 이렇게 하려면 대괄호로 표시된 0에서 255 사이의 값으로 AnalogWrite() 함수를 호출합니다. 0은 0V에 해당하고 255는 5V에 해당합니다. 중간 값은 비례하여 계산됩니다.

PWM 원리로 작동하는 장치의 편재로 인해 인류는 선형 유형 변압기 전원 공급 장치에서 벗어날 수 있습니다. 결과적으로 효율은 증가하고 전원의 무게와 크기는 몇 배 감소합니다.

PWM 컨트롤러는 최신 스위칭 전원 공급 장치의 필수적인 부분입니다. 펄스 트랜스포머의 1차 회로에 위치한 파워 트랜지스터의 동작을 제어합니다. 피드백 회로가 있기 때문에 PSU 출력의 전압은 항상 안정적으로 유지됩니다. 피드백을 통한 출력 전압의 가장 작은 편차는 제어 펄스의 듀티 사이클을 즉시 수정하는 미세 회로에 의해 고정됩니다. 또한 최신 PWM 컨트롤러는 전원 공급 장치의 안정성을 향상시키는 여러 추가 작업을 해결합니다.

  • 변환기의 소프트 스타트 모드를 제공합니다.
  • 제어 펄스의 진폭과 듀티 사이클을 제한합니다.
  • 입력 전압 레벨을 제어합니다.
  • 전원 스위치의 단락 및 과열로부터 보호합니다.
  • 필요한 경우 장치를 대기 모드로 전환합니다.

PWM 컨트롤러의 작동 원리

PWM 컨트롤러의 임무는 제어 펄스를 변경하여 전원 스위치를 제어하는 ​​것입니다. 키 모드에서 작동할 때 트랜지스터는 두 가지 상태(완전히 열림, 완전히 닫힘) 중 하나입니다. 닫힌 상태에서 pn 접합을 통한 전류는 몇 μA를 초과하지 않으며, 이는 소산 전력이 0이 되는 경향이 있음을 의미합니다. 개방 상태에서는 고전류에도 불구하고 pn 접합의 저항이 지나치게 낮아 열 손실이 미미합니다. 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 순간에 가장 많은 양의 열이 방출됩니다. 그러나 변조 주파수에 비해 전환 과정의 시간이 짧기 때문에 전환 시 전력 손실은 무시할 수 있습니다.

펄스 폭 변조는 아날로그와 디지털의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 각 유형에는 고유한 장점이 있으며 다양한 방식으로 회로에서 구현할 수 있습니다.

아날로그 PWM

아날로그 SHI 변조기의 작동 원리는 주파수가 몇 자릿수만큼 다른 두 신호를 비교하는 것입니다. 비교 요소는 연산 증폭기(비교기)입니다. 높은 일정한 주파수의 톱니 전압이 입력 중 하나에 적용되고 가변 진폭의 저주파 변조 전압이 다른 입력에 공급됩니다. 비교기는 두 값을 비교하고 출력에서 ​​직사각형 펄스를 생성하며, 그 지속 시간은 변조 신호의 현재 값에 의해 결정됩니다. 이 경우 PWM 주파수는 톱니파 신호의 주파수와 같습니다.

디지털 PWM

디지털 해석에서 펄스 폭 변조는 마이크로컨트롤러(MC)의 많은 기능 중 하나입니다. 디지털 데이터로만 작동하는 MK는 출력에서 ​​높은(100%) 또는 낮은(0%) 전압 레벨을 생성할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 부하를 효과적으로 제어하려면 MK 출력의 전압을 변경해야 합니다. 예를 들어, 엔진의 회전 속도를 조정하고 LED의 밝기를 변경합니다. 마이크로컨트롤러의 출력에서 ​​0 ~ 100% 범위의 전압 값을 얻으려면 어떻게 해야 합니까?

이 문제는 지정된 스위칭 주파수가 제어 장치의 응답보다 몇 배 높은 경우 펄스 폭 변조 방법과 오버샘플링 현상을 사용하여 해결됩니다. 펄스의 듀티 사이클을 변경하면 출력 전압의 평균값이 변경됩니다. 일반적으로 전체 프로세스는 수십에서 수백 kHz의 주파수에서 발생하므로 부드러운 조정이 가능합니다. 기술적으로 이것은 모든 디지털 제어 시스템의 "심장"인 특수 마이크로 회로인 PWM 컨트롤러를 사용하여 구현됩니다. PWM 기반 컨트롤러의 적극적인 사용은 부인할 수 없는 이점 때문입니다.

  • 높은 신호 변환 효율;
  • 작업 안정성;
  • 부하에 의해 소비되는 에너지 절약;
  • 저렴한 비용;
  • 전체 장치의 높은 신뢰성.

마이크로컨트롤러의 핀에서 PWM 신호를 얻는 방법에는 하드웨어와 소프트웨어의 두 가지가 있습니다. 각 MK에는 특정 핀에서 PWM 펄스를 생성할 수 있는 내장 타이머가 있습니다. 이것이 하드웨어 구현이 달성되는 방법입니다. 소프트웨어 명령을 사용하여 PWM 신호를 얻으면 해상도 측면에서 더 많은 옵션이 있으며 더 많은 핀을 사용할 수 있습니다. 그러나 소프트웨어 방식은 MK의 높은 로딩으로 이어지고 많은 메모리를 차지합니다.

디지털 PWM에서는 주기당 펄스 수가 다를 수 있으며 펄스 자체는 주기의 어느 부분에나 위치할 수 있습니다. 출력 신호 레벨은 기간당 모든 펄스의 총 지속 시간에 의해 결정됩니다. 각 추가 펄스는 전력 트랜지스터가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환되어 스위칭 중 손실이 증가한다는 점을 이해해야 합니다.

PWM 컨트롤러 사용 예

간단한 PWM 컨트롤러에 대한 구현 옵션 중 하나는 이미 앞에서 설명했습니다. 마이크로 회로를 기반으로 제작되었으며 작은 스트래핑이 있습니다. 그러나 회로의 단순성에도 불구하고 레귤레이터는 LED 밝기 제어 회로, LED 스트립, DC 모터의 회전 속도 조정 등 상당히 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

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BTA100

사용 가능

대량 구매

이 장치는 220V 전압의 AC 회로에서 최대 10000W의 부하 전력을 조정하도록 설계되었습니다. 이 장치는 강력한 트라이액을 기반으로 제작되었습니다. BTA100전기 히터, 조명 장치, 수집기 및 비동기 AC 모터 등의 전원을 제어하도록 설계되었습니다. 이 트라이액을 사용하면 냉각 라디에이터의 크기를 줄일 수 있습니다. 넓은 조정 범위와 높은 전력으로 인해 레귤레이터는 일상 생활에서 폭넓게 사용할 수 있습니다.

명세서

특색

  • 전체 출력 범위에 걸쳐 부드러운 조정.
  • 큰 조정력
  • 넓은 작동 전압 범위
  • 제로 크로싱 감지기
  • 버튼 컨트롤
  • 전원부에서 제어반 분리 가능
  • 설치된 라디에이터

작동 원리

전력 컨트롤러는 제로 크로싱 위상 제어 검출기와 함께 PWM 제어 원리를 사용합니다.

장치 설계

전원 조절기는 별도의 전원 모듈이 있는 내장형 제어판으로 설계되었습니다.

조항

계획

배송내용

  • 제어 모듈 - 1개
  • 전원 모듈 - 1개
  • 지시 사항 - 1 pc.

조립에 필요한 것

  • 연결하려면 와이어, 드라이버, 측면 절단기가 필요합니다.

작동 준비

  • 백열등을 OUTPUT 단자에 연결합니다.
  • 전원 코드를 IN 220V 단자에 연결합니다.
  • 플러그를 220V 네트워크에 연결합니다.
  • 제어판의 버튼을 눌러 램프 밝기의 변화를 확인하십시오.
  • 확인이 완료되었습니다. 행복한 작업입니다.

작동 조건

  • 온도 -30C ~ +50C. 상대 습도 20-80% 비응축.

예방 대책

  • 모듈과 단자는 220V의 위험한 전압 아래 있습니다.
  • 안전 조치를 준수하고 모듈이 220V 네트워크에 연결된 동안 인쇄 회로 기판의 접점을 만지지 마십시오.

질문과 답변

  • 안녕하세요. 디지털 PWM 전원 레귤레이터 220V/10kW(45A)를 구입하여 3kW 정류자 모터가 있는 제설기의 소프트 스타터로 사용하려고 합니다. 이와 관련하여 이 레귤레이터에 대해 몇 가지 질문이 있습니다. 1. 조정이 원활하고 저크가 없다는 의미에서 레귤레이터가 올바르게 작동합니까? 2. 조절기의 제어 버튼을 닫는 접점은 몇 개입니까? 질문은 제어 장치를 투명한 밀봉 케이스에 넣고 방수 조이스틱으로 스위치를 복제하는 아이디어에 의해 결정됩니다. 3. 정격 전력을 위한 방열판 면적이 충분합니까 아니면 냉각 팬이 필요합니까? 4. 라디에이터에 전원이 공급됩니까? 방수 케이스 밖에 놔둬도 될까요? 진심으로, Sergey.
    • 1. 저크가 없어야하며 구조 조정 단계는 1 %입니다. 그러나 각 경우는 개별적으로 테스트해야 합니다. 2. 각 버튼은 두 개의 연락처를 닫습니다. 3. 사양은 장치의 피크 전력을 나타냅니다. 정격 전력은 7-8kW입니다.
  • 1. 제어판이 포함되어 있습니까? 2. 전원이 꺼진 후에도 설정한 비율이 유지되도록 일정 비율로 설정하고 끌 수 있습니까?
    • 1. 제어판이 포함되어 있습니다. 2. 제어판을 끌 수 없습니다. 3. 전원이 꺼져도 설정이 흐트러지지 않습니다.
  • 안녕하세요, 위상이 연결된 위치와 영점 및 출력 위치를 더 정확하게 알 수 있습니까? 전원을 조정해야 하는 히터가 히터의 일부이고 공통 0이 있다는 것입니다.
    • ZERO 버스는 두 개의 중간 접점에 연결되어야 합니다.
  • 여보세요! 제어 트라이악의 경우 전기 네트워크에서 갈바닉 절연이 있습니까? 이 레귤레이터가 장치의 금속 케이스에 내장되어 있는 경우 라디에이터를 케이스에서 분리해야 합니까?
    • 맞습니다. 장치의 라디에이터는 케이스에서 분리되어야 합니다.
  • 안녕하세요. 변압기의 1차 권선을 조절할 수 있는 레귤레이터는? 감사 해요.
    • 리뷰에 따르면 MK071M을 사용하여 규제됩니다. 직접 시도하지 않았습니다.

수제 제품에 대한 모든 종류의 주제에 대한 또 다른 리뷰. 이번에는 디지털 속도 컨트롤러에 대해 이야기하겠습니다. 그 자체로 흥미롭지만 더 많은 것을 원했습니다.
관심 있는 분들은 계속 읽어보세요 :)

가정에 소형 그라인더 등의 저전압 기기가 있는 경우 기능적, 미적 외관을 조금 더 높이고 싶었습니다. 사실, 이것은 효과가 없었지만 여전히 목표를 달성하기를 희망하지만 아마도 다른 시간에 오늘 그 자체에 대해 이야기하겠습니다.
이 조절기의 제조업체는 Maitech입니다. 또는 오히려이 이름은 어떤 이유로이 회사의 웹 사이트를 방문하지 않았지만 수제 제품용 손수건 및 블록의 종류에서 종종 발견됩니다.

제가 원하던 대로 하지 못한 관계로 리뷰는 평소보다 짧아지겠지만, 늘 그렇듯 어떻게 판매되고 발송되는지부터 포스팅을 시작하겠습니다.
봉투에는 일반 지퍼백이 들어 있었습니다.

이 키트에는 가변 저항과 버튼이 있는 레귤레이터만 포함되어 있으며 단단한 포장과 지침은 없지만 모든 것이 손상 없이 온전하게 도착했습니다.

뒷면에는 설명서를 대체하는 스티커가 있습니다. 원칙적으로 그러한 장치에는 더 많은 것이 필요하지 않습니다.
작동 전압 범위는 6-30V이고 최대 전류는 8A입니다.

외관은 상당히 좋은 짙은 "유리", 케이스의 짙은 회색 플라스틱, 오프 상태에서는 일반적으로 검은색으로 보입니다. 외관상 옵셋에서는 불평할 것이 없습니다. 전면에 운송 필름이 접착되었습니다.
장치의 설치 치수:
길이 72mm(최소 케이스 열림 75mm), 너비 40mm, 전면 패널을 제외한 깊이 23mm(전면 패널 포함 24mm).
전면 패널 치수:
길이 42.5, 너비 80mm

가변 저항은 핸들과 함께 제공되며 핸들은 물론 거칠지만 사용하기에 적합합니다.
저항의 저항은 100KΩ이고 조정 의존성은 선형입니다.
나중에 밝혀진 바와 같이 100KΩ 저항은 글리치를 제공합니다. 펄스 전원 공급 장치에서 전원이 공급되면 안정적인 판독 값을 설정할 수 없으며 가변 저항에 대한 전선의 간섭이 영향을 미치므로 판독 값이 +\- 2 문자 점프하지만 점프하는 것이 좋습니다. 이것은 엔진 속도가 점프합니다.
저항의 저항은 높고 전류는 작으며 와이어는 모든 노이즈를 수집합니다.
선형 PSU로 전원을 공급하면 이 문제가 전혀 발생하지 않습니다.
저항과 버튼까지의 전선의 길이는 약 180mm입니다.

버튼, 뭐, 특별한 건 없습니다. 일반적으로 열린 접점, 장착 직경 16mm, 길이 24mm, 조명 없음.
버튼은 엔진을 끕니다.
저것들. 전원이 공급되면 표시등이 켜지고 엔진이 시동되고 버튼을 누르면 꺼지고 두 번째 누르면 다시 켜집니다.
엔진이 꺼져 있으면 표시등도 켜지지 않습니다.

덮개 아래에는 장치 보드가 있습니다.
전원 공급 장치 및 모터 연결 접점이 단자로 나옵니다.
커넥터의 양극 접점은 함께 연결되고 전원 스위치는 엔진의 음극선을 전환합니다.
가변저항과 버튼의 연결은 탈부착이 가능합니다.
모든 것이 깔끔해 보입니다. 캐패시터 리드선이 좀 삐뚤빼뚤한데 이건 용서할 수 있을 것 같아요 :)

스포일러 아래에 추가 분해를 숨길 것입니다.

더

인디케이터는 상당히 크고, 숫자의 높이는 14mm입니다.
보드의 치수는 69x37mm입니다.

기판이 깔끔하게 조립되어 있고 인디케이터 접점 부근에 플럭스의 흔적이 있지만 전반적으로 기판이 깨끗합니다.
보드에는 역 극성 보호 다이오드, 5V 안정기, 마이크로 컨트롤러, 470마이크로 패럿 35V 커패시터, 소형 라디에이터 아래의 전원 요소가 포함됩니다.
추가 커넥터를 설치하는 장소도 볼 수 있지만 그 목적은 명확하지 않습니다.

나는 그것이 무엇과 어떻게 전환되고 어떻게 연결되는지에 대한 대략적인 이해를 위해 작은 블록 다이어그램을 스케치했습니다. 가변 저항은 한 발에서 5V로, 두 번째 발에서 접지로 켜집니다. 따라서 더 낮은 액면으로 안전하게 대체될 수 있습니다. 다이어그램에 납땜되지 않은 커넥터에 대한 연결이 없습니다.

이 장치는 STMicroelectronics에서 제조한 마이크로컨트롤러를 사용합니다.
내가 아는 한, 이 마이크로컨트롤러는 전류계와 같은 상당히 많은 다른 장치에 사용됩니다.

전원 안정기는 최대 입력 전압에서 작동할 때 가열되지만 그다지 많지는 않습니다.

전원 요소에서 발생하는 열의 일부는 보드의 구리 폴리곤으로 제거되며, 왼쪽에서 보드의 한 쪽에서 다른 쪽으로 많은 수의 전환을 볼 수 있어 열을 제거하는 데 도움이 됩니다.
또한 작은 라디에이터를 사용하여 열을 제거하여 위에서 전력 요소를 눌렀습니다. 케이스의 플라스틱을 통해 열이 제거되고 이러한 방열판은별로 도움이되지 않기 때문에 방열판의 배치가 약간 의심 스럽습니다.
전원 요소와 라디에이터 사이에 페이스트가 없습니다. 라디에이터를 제거하고 페이스트로 약간만 바르는 것이 좋습니다. 하지만 점차 좋아질 것입니다.

전원부는 트랜지스터를 사용하고, 채널 저항은 3.3mOhm, 최대 전류는 161A이지만 최대 전압은 30V에 불과하므로 입력을 25~27V로 제한하는 것이 좋습니다. 거의 최대 전류에서 작동할 때 약간의 발열이 있습니다.
모터의 자체 유도로 인한 전류 서지를 감쇠시키는 다이오드도 근처에 있습니다.
10A, 45V가 여기에 적용됩니다. 다이오드에 대한 질문은 없습니다.


첫 번째 포함. 이 사진에서 보호 필름이 여전히 있기 때문에 보호 필름을 제거하기 전에도 테스트를 수행했습니다.
표시기는 대조적이며 적당히 밝으며 완벽하게 읽습니다.

처음에 나는 작은 부하를 시도하기로 결정했고 첫 번째 실망을 받았습니다.
아니요, 제조업체와 상점에 대해 불만이 없습니다. 상대적으로 비싼 장치에 엔진 속도 안정화 기능이 있기를 바랍니다.
아아, 이것은 조정 가능한 PWM일 뿐이며 표시기는 0에서 100% 사이의 % 충전을 표시합니다.
레귤레이터는 작은 모터조차 눈치 채지 못했습니다. 그날은 완전히 어리석은 부하 전류입니다. :)

주의 깊은 독자는 내가 조정기에 전원을 연결한 전선의 단면에 주의를 기울였을 것입니다.
네, 그래서 더 글로벌하게 접근하기로 결정하고 더 강력한 엔진을 연결했습니다.
물론 조정기보다 눈에 띄게 강력하지만 유휴 상태에서는 전류가 약 5암페어이므로 최대에 가까운 모드에서 조정기를 확인할 수 있습니다.
그건 그렇고, 레귤레이터는 완벽하게 작동했습니다. 켜면 레귤레이터가 PWM 충전을 0에서 설정 값으로 부드럽게 증가시켜 부드러운 가속을 보장하는 반면 표시기는 주파수가 아닌 설정 값을 즉시 표시한다는 것을 잊어 버렸습니다. 실제 전류가 표시되는 드라이브.
레귤레이터는 실패하지 않았고 약간 예열되었지만 중요하지는 않았습니다.

레귤레이터가 펄스이기 때문에 나는 재미로 오실로스코프를 찔러보고 다른 모드에서 전력 트랜지스터의 게이트에서 어떤 일이 일어나는지 보기로 결정했습니다.
PWM 주파수는 약 15kHz이며 작동 중에 변경되지 않습니다. 엔진은 약 10% 충전 상태에서 시동됩니다.



처음에 나는 소형 전동 공구를 위한 오래된(이미 오래된) 전원 공급 장치에 레귤레이터를 넣을 계획이었습니다. 이론상으로는 전면 패널 대신에 있어야 하고 속도 조절기는 후면에 있어야 하고 버튼을 넣을 생각은 없었습니다(다행히 전원을 켜면 바로 켜짐 모드로 전환됨) .
멋지고 깔끔해야 했습니다.

그러나 또 다른 실망이 나를 기다리고 있었다.
1. 인디게이터는 전면 패널 인서트보다 사이즈가 조금 작았지만 케이스의 반쪽을 연결하는 랙에 기대어 깊이 들어가지 않는 것이 더 나빴다.
표시기 하우징의 플라스틱이 잘릴 수 있다면 조절기 보드가 더 간섭하기 때문에 문제가되지 않습니다.
2. 그런데 첫 번째 문제를 풀었어도 두 번째 문제가 있었는데, 전원 공급 장치가 어떻게 만들어졌는지 완전히 잊어버렸습니다. 사실 레귤레이터가 마이너스 전원을 차단하고 역전 용 릴레이가있어 엔진을 켜고 강제로 멈추게하고이 모든 것을 제어하는 ​​​​회로가 있습니다. 그리고 그들의 변경으로 모든 것이 훨씬 더 어려워졌습니다 :(

레귤레이터에 속도 안정화 기능이 있으면 여전히 혼란스러워 제어 및 역 회로를 다시 실행하거나 스위칭 + 전원에 대해 레귤레이터를 다시 실행합니다. 그래서 가능하고 다시 할 것입니다. 그러나 이미 열정이없고 지금은 언제인지 모릅니다.
누군가가 관심을 가질 수도 있습니다. 내 PSU 내부 사진은 약 13-15년 전이었을 것입니다. 한 번 릴레이를 교체해야 했기 때문에 거의 항상 문제 없이 작동했습니다.

요약.
프로
장치가 완전히 작동합니다.
깔끔한 외관.
품질 빌드
키트에는 필요한 모든 것이 포함되어 있습니다.

빼기.
스위칭 전원 공급 장치에서 잘못된 작동.
전압 마진이 없는 전력 트랜지스터
그러한 겸손한 기능을 사용하면 가격이 너무 높습니다(그러나 여기서는 모든 것이 상대적입니다).

내 의견. 장치의 가격에 눈을 감으면 그 자체로 꽤 좋고 깔끔하게 보이고 잘 작동합니다. 네, 노이즈 내성이 별로 좋지 않은 문제가 있는데 해결이 어렵지는 않은 것 같은데 조금 답답합니다. 또한 25-27볼트 이상의 입력 전압을 초과하지 않는 것이 좋습니다.
더 실망스러운 것은 모든 종류의 기성 레귤레이터에 대해 꽤 많은 옵션을 보았지만 속도 안정화가 포함된 솔루션을 제공하는 곳이 없다는 사실입니다. 아마도 누군가가 내가 왜 이것을 하느냐고 물을 것입니다. 안정화 장치가있는 연삭기가 어떻게 손에 들어갔는지 설명하겠습니다. 평소보다 작업하기가 훨씬 즐겁습니다.

그게 다야, 나는 그것이 흥미로웠기를 바랍니다 :)

매장에서 리뷰를 작성하기 위해 제품을 제공받았습니다. 리뷰는 사이트 규칙의 18항에 따라 게시됩니다.

나는 +23을 살 계획이다 즐겨 찾기에 추가 리뷰를 좋아함 +38 +64

예를 들어 손전등이나 가정용 조명 기구의 경우 광선의 밝기를 조정해야 하는 경우가 있습니다. 더 쉽게 보일 것입니다. LED를 통해 전류를 늘리거나 줄여서 변경하십시오. 그러나이 경우 에너지의 상당 부분이 제한 저항에서 소비되며 배터리 또는 축전지의 자율 전원 공급 장치에는 완전히 허용되지 않습니다.

또한 LED의 발광 색상이 변경됩니다. 예를 들어 전류가 공칭 값(대부분의 LED 20mA의 경우) 아래로 떨어질 때 흰색은 약간 녹색 색조를 띠게 됩니다. 어떤 경우에는 이러한 색상 변화가 완전히 쓸모가 없습니다. 이 LED가 TV나 컴퓨터 모니터의 화면을 비춘다고 상상해 보십시오.

이러한 경우 적용 PWM - 조절(폭 - 펄스). 그 의미는 그것이 주기적으로 켜지고 꺼진다는 것입니다. 이 경우 전류는 전체 플래시 시간 동안 공칭 상태를 유지하므로 발광 스펙트럼이 왜곡되지 않습니다. LED가 흰색이면 녹색 음영이 나타나지 않습니다.

또한 이 전력 제어 방법을 사용하면 에너지 손실이 최소화되고 PWM 제어가 있는 회로의 효율이 90% 이상에 도달할 정도로 매우 높습니다.

PWM의 원리 - 조절은 매우 간단하며 그림 1에 나와 있습니다. 켜진 상태와 꺼진 상태의 시간의 다른 비율은 다음과 같이 눈으로 인식됩니다. 영화에서와 같이 - 별도로 표시된 프레임은 차례로 움직이는 이미지. 그것은 모두 프로젝션 주파수에 따라 달라지며, 이에 대해서는 나중에 논의될 것입니다.

그림 1. PWM의 원리 - 조절

그림은 PWM 제어 장치(또는 마스터 발진기)의 출력에서 ​​신호 다이어그램을 보여줍니다. 0과 1이 표시됩니다. 논리적 1(높은 수준)은 LED가 켜지고 논리적 0(낮은 수준)은 각각 소멸됩니다.

모든 것이 반대일 수 있지만 모두 출력 키의 회로에 따라 다르기 때문에 LED를 켜는 것은 낮은 수준에서 수행하고 끄는 것은 높은 수준에서 수행할 수 있습니다. 이 경우 물리적으로 논리적인 것은 낮은 전압 레벨을 가지며 논리적인 0은 높을 것입니다.

즉, 논리적 1은 일부 이벤트 또는 프로세스를 켜고(이 경우 LED가 켜짐) 논리적 0은 이 프로세스를 꺼야 합니다. 즉, 디지털 초소형 회로의 출력에서 ​​항상 높은 수준이 논리 단위인 것은 아니며 모두 특정 회로가 구축되는 방식에 따라 다릅니다. 이것은 정보를 위해 그렇습니다. 그러나 지금은 키가 상위 수준에서 제어된다고 가정하고 다른 방식으로는 불가능합니다.

제어 펄스의 주파수 및 폭

펄스 주기(또는 주파수)는 변경되지 않습니다. 그러나 일반적으로 펄스 주파수는 글로우의 밝기에 영향을 미치지 않으므로 주파수 안정성에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 이 경우 펄스 폭 변조의 전체 메커니즘이 작동하기 때문에 양의 펄스의 지속 시간(WIDTH)만 변경됩니다.

그림 1에서 제어 펄스의 지속 시간은 %%로 표시됩니다. 이것은 소위 "듀티 사이클" 또는 영어 용어로 DUTY CYCLE입니다. 펄스 반복 주기에 대한 제어 펄스의 지속 시간의 비율로 표시됩니다.

러시아어 용어로 일반적으로 사용됩니다. "듀티 사이클" - 임펄스 시간에 대한 반복 기간의 비율하지만. 따라서 채우기 비율이 50%이면 듀티 사이클은 2와 같습니다. 여기에는 근본적인 차이가 없으므로 더 편리하고 이해하기 쉬운 이러한 값을 사용할 수 있습니다.

물론 여기에서는 듀티 사이클과 DUTY CYCLE을 계산하기 위한 공식을 제공할 수 있지만 프레젠테이션을 복잡하게 하지 않기 위해 공식 없이 수행합니다. 마지막으로 옴의 법칙입니다. 당신이 그것에 대해 할 수있는 일은 없습니다 : "당신은 옴의 법칙을 모르니 집에 있으십시오!" 이 공식에 관심이 있는 사람은 항상 인터넷에서 찾을 수 있습니다.

조광기용 PWM 주파수

조금 더 높게 언급했듯이 PWM 펄스 주파수의 안정성에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 그런데 PWM 컨트롤러는 유사한 주파수 불안정성을 가지고 있어 많은 설계에서 사용을 방해하지 않습니다. 이 경우 이 주파수가 특정 값 아래로 떨어지지 않는 것이 중요합니다.

그리고 주파수는 어떻게 되어야 하며 얼마나 불안정할 수 있습니까? 우리가 조광기에 대해 이야기하고 있음을 잊지 마십시오. 필름 기술에는 "임계 깜박임 주파수"라는 용어가 있습니다. 이것은 차례로 표시된 개별 사진이 동영상으로 인식되는 빈도입니다. 인간의 눈의 경우 이 주파수는 48Hz입니다.

이것이 바로 필름의 프레임 레이트가 24fps(텔레비전 표준은 25fps)인 이유입니다. 이 주파수를 임계 주파수로 늘리기 위해 필름 프로젝터는 표시된 각 프레임을 두 번 겹치는 2날 폐쇄기(셔터)를 사용합니다.

아마추어 협필름 8mm 영사기에서는 투사 주파수가 16프레임/초였기 때문에 폐쇄 장치에는 블레이드가 3개나 있었습니다. 텔레비전의 동일한 목적은 이미지가 하프 프레임으로 표시된다는 사실에 의해 제공됩니다. 처음에는 짝수 라인, 그 다음에는 이미지의 홀수 라인입니다. 결과는 50Hz의 깜박임 주파수입니다.

PWM 모드에서 LED의 작동은 조정 가능한 지속 시간의 별도 플래시입니다. 이러한 섬광이 눈에 연속적인 빛으로 인식되기 위해서는 주파수가 임계값보다 작아서는 안 됩니다. 더 높지만 더 낮지는 않습니다. 만들 때 이 요소를 고려해야 합니다. PWM - 램프용 컨트롤러.

그건 그렇고, 흥미로운 사실처럼 과학자들은 꿀벌 눈의 임계 주파수가 800Hz라고 어떻게 든 결정했습니다. 따라서 벌은 화면에서 영화를 별도의 이미지 시퀀스로 볼 것입니다. 그녀가 움직이는 이미지를 보려면 프로젝션 주파수를 초당 800필드로 증가시켜야 합니다!

실제 LED를 제어하기 위해 사용됩니다. 최근에 이러한 목적으로 가장 널리 사용되는 것은 상당한 전력을 스위칭할 수 있는 것입니다(이러한 목적을 위해 기존 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 것은 단순히 외설적인 것으로 간주됨).

이러한 필요성(강력한 MOSFET - 트랜지스터)은 예를 들어 나중에 논의될 많은 수의 LED에서 발생합니다. 전력이 낮은 경우 - 하나 또는 두 개의 LED를 사용할 때 저전력 스위치를 사용할 수 있으며 가능한 경우 LED를 미세 회로의 출력에 직접 연결할 수 있습니다.

그림 2는 PWM 컨트롤러의 기능 다이어그램을 보여줍니다. 저항 R2는 조건부로 다이어그램에서 제어 요소로 표시됩니다. 노브를 돌리면 필요한 한계 내에서 제어 펄스의 듀티 사이클을 변경할 수 있고 결과적으로 LED의 밝기도 변경할 수 있습니다.

그림 2. PWM 컨트롤러의 기능도

그림은 종단 저항과 직렬로 연결된 3개의 LED 스트링을 보여줍니다. 거의 동일한 연결이 LED 스트립에 사용됩니다. 테이프가 길수록 LED가 많을수록 소비 전류가 커집니다.

이 경우 강력한 것이 필요하며 허용 가능한 드레인 전류는 테이프에서 소비하는 전류보다 약간 커야합니다. 마지막 요구 사항은 매우 쉽게 충족됩니다. 예를 들어 IRL2505 트랜지스터는 약 100A의 드레인 전류, 55V의 드레인 전압을 가지지만 크기와 가격은 다양한 디자인에 사용하기에 매우 매력적입니다.

PWM 마스터 발진기

마이크로컨트롤러는 마스터 PWM 발진기(대부분 산업 조건에서)로 사용하거나 집적도가 낮은 마이크로 회로로 만든 회로로 사용할 수 있습니다. 집에서 적은 수의 PWM 컨트롤러를 만들 계획이고 마이크로 컨트롤러 장치를 만든 경험이 없다면 현재 가지고 있는 컨트롤러를 만드는 것이 좋습니다.

이들은 K561 시리즈의 논리 회로, 통합 타이머 및 설계된 특수 회로가 될 수 있습니다. 이 역할에서 조정 가능한 발전기를 조립하여 작동하게 만들 수도 있지만 이것은 아마도 "예술에 대한 사랑"일 것입니다. 따라서 아래에서는 555 타이머에서 가장 일반적이고 UC3843 UPS 컨트롤러에서 두 가지 방식만 고려됩니다.

타이머 555의 마스터 발진기 개략도

그림 3. 마스터 발진기의 개략도

이 회로는 주파수가 커패시터 C1에 의해 설정되는 기존의 구형파 발생기입니다. 커패시터는 "출력 - R2 - RP1-C1 - 공통선" 회로를 통해 충전됩니다. 이 경우 출력에 전원의 양극에 연결된 출력과 동일한 높은 수준의 전압이 있어야 합니다.

커패시터는 출력에 낮은 레벨의 전압이 존재할 때 "C1 - VD2 - R2 - 출력 - 공통 배선" 회로를 따라 방전됩니다. 출력은 공통 배선에 연결됩니다. 조정 가능한 폭으로 펄스를 제공하는 것은 시간 설정 커패시터의 충전-방전 경로의 차이입니다.

동일한 유형의 다이오드라도 다른 매개변수를 갖는다는 점에 유의해야 합니다. 이 경우 전기 커패시턴스가 역할을 하며 다이오드 양단의 전압 작용에 따라 변합니다. 따라서 출력 신호의 듀티 사이클의 변화와 함께 주파수도 변경됩니다.

가장 중요한 것은 조금 더 높게 언급된 임계 주파수보다 낮아지지 않는다는 것입니다. 그렇지 않으면 밝기가 다른 균일한 광선 대신 개별 플래시가 표시됩니다.

대략 (다시 다이오드가 책임이 있음) 발전기의 주파수는 아래 공식에 의해 결정될 수 있습니다.

타이머 555의 PWM 생성기의 주파수.

커패시터의 커패시턴스를 패럿으로, 저항을 옴으로 공식으로 대입하면 결과는 헤르츠 Hz로 표시되어야 합니다. SI 시스템에서 벗어날 수 없습니다! 이것은 가변 저항 RP1의 슬라이더가 미앤더 모양의 출력 신호에 해당하는 중간 위치(공식 RP1/2에서)에 있다고 가정합니다. 그림 2에서 이것은 정확히 펄스 지속 시간이 50%인 부분으로 듀티 사이클이 2인 신호에 해당합니다.

UC3843 칩의 PWM 마스터 발진기

그 계획은 그림 4에 나와 있습니다.

그림 4. UC3843 칩의 PWM 마스터 발진기 회로도

UC3843 칩은 전원 공급 장치를 전환하기 위한 제어 PWM 컨트롤러이며 예를 들어 ATX 형식 컴퓨터 소스에 사용됩니다. 이 경우 포함에 대한 일반적인 계획은 단순화를 위해 다소 변경되었습니다. 출력 펄스의 폭을 제어하기 위해 정극성의 제어 전압을 회로의 입력에 인가한 다음 출력에서 ​​PWM 펄스 신호를 얻습니다.

가장 간단한 경우 저항이 22 ... 100KΩ인 가변 저항을 사용하여 제어 전압을 인가할 수 있습니다. 필요한 경우 예를 들어 포토레지스터에 만들어진 아날로그 광 센서에서 제어 전압을 얻을 수 있습니다. 창 밖이 어두울수록 실내는 더 밝습니다.

제어 전압은 PWM 출력에 영향을 주어 감소될 때 출력 펄스 폭이 증가하는데, 이는 전혀 놀라운 일이 아닙니다. 결국 UC3843 칩의 원래 목적은 전원 공급 장치의 전압을 안정화하는 것입니다. 출력 전압이 떨어지면 조정 전압이 약간 증가하는 조치를 취해야 합니다(출력 펄스의 폭 증가). 출력 전압.

전원 공급 장치의 조정 전압은 일반적으로 제너 다이오드를 사용하여 생성됩니다. 종종 이것 또는 이와 유사한 것입니다.

다이어그램에 표시된 부품의 정격으로 발전기 주파수는 약 1kHz이며 555 타이머의 발전기와 달리 출력 신호의 듀티 사이클이 변할 때 "플로팅"하지 않습니다. 스위칭 전원 공급 장치.

예를 들어 LED 스트립과 같은 상당한 전력을 조절하려면 MOSFET 트랜지스터의 핵심 스테이지를 그림 2와 같이 출력에 연결해야 합니다.

PWM 컨트롤러에 대해 더 이야기할 수 있지만 지금은 여기서 멈추고 다음 기사에서는 LED를 연결하는 다양한 방법을 살펴보겠습니다. 결국 모든 방법이 똑같이 좋은 것은 아니며 피해야 할 방법이 있으며 LED를 연결할 때 오류가 많습니다.

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