Circuite PWM. Controler PWM

Controlerul PWM este conceput pentru a regla viteza de rotație a motorului polar, luminozitatea becului sau puterea elementului de încălzire.

Avantaje:
1 Ușurință de fabricație
2 Disponibilitatea componentelor (costul nu depășește 2 USD)
3 Aplicație largă
4 Pentru începători, exersați din nou și vă faceți plăcere =)

Odată am avut nevoie de un „dispozitiv” pentru a regla viteza de rotație a răcitorului. Pentru ce anume nu-mi amintesc. De la inceput am incercat printr-un rezistor variabil obisnuit, s-a incins foarte tare si nu mi-a fost acceptabil. Drept urmare, după ce am căutat pe Internet, am găsit un circuit pe cipul deja familiar NE555. Era un circuit al unui controler PWM convențional cu un ciclu de lucru (durată) de impulsuri egal sau mai mic de 50% (mai târziu voi da grafice despre cum funcționează). Circuitul s-a dovedit a fi foarte simplu și nu necesita reglare, principalul lucru a fost să nu încurci cu conexiunea diodelor și a unui tranzistor. Prima dată când l-am asamblat pe o placă și l-am testat, totul a funcționat cu o jumătate de tură. Mai târziu, am răspândit deja o mică placă de circuit imprimat și totul părea mai îngrijit =) Ei bine, acum să aruncăm o privire la circuitul în sine!

Circuitul controlerului PWM

Din acesta vedem că acesta este un generator obișnuit cu un regulator de ciclu de lucru asamblat conform schemei din fișa de date. Schimbăm acest ciclu de lucru cu rezistența R1, rezistența R2 servește ca protecție împotriva scurtcircuitului, deoarece a patra ieșire a microcircuitului este conectată la masă prin cheia internă a temporizatorului și la poziția extremă a lui R1 se va închide pur și simplu. R3 este un rezistor de tragere. C2 este condensatorul de setare a frecvenței. Tranzistorul IRFZ44N este un mosfet cu canale N. D3 este o diodă de protecție care previne defectarea dispozitivului de câmp atunci când sarcina este întreruptă. Acum puțin despre ciclul de funcționare al impulsurilor. Ciclul de lucru al impulsului este raportul dintre perioada de repetiție (repetiție) și durata pulsului, adică după o anumită perioadă de timp va avea loc o tranziție de la (în general) plus la minus, sau mai degrabă de la o unitate logică la o zero logic. Deci, acest interval de timp dintre impulsuri este același ciclu de lucru.

Ciclu de funcționare în poziția de mijloc R1

Ciclu de funcționare la poziția extremă din stânga R1

Ciclu de funcționare în poziția extremă dreaptă R

Mai jos voi oferi plăci de circuite imprimate cu și fără locația pieselor

Acum puțin despre detalii și aspectul lor. Microcircuitul în sine este realizat într-un pachet DIP-8, condensatori ceramici de dimensiuni mici, rezistențe de 0,125-0,25 wați. Diodele sunt redresoare convenționale pentru 1A (cel mai accesibil este 1N4007, sunt peste tot în vrac). De asemenea, microcircuitul poate fi instalat pe o priză, dacă pe viitor vrei să-l folosești în alte proiecte și să nu-l dezlipești din nou. Mai jos sunt poze cu detalii.

Modulația pe lățime a impulsurilor (PWM) este o metodă de conversie a semnalului în care durata impulsului (ciclul de funcționare) se modifică, în timp ce frecvența rămâne constantă. În terminologia engleză, se numește PWM (modulație pe lățimea pulsului). În acest articol, vom înțelege în detaliu ce este PWM, unde este utilizat și cum funcționează.

Zona de aplicare

Odată cu dezvoltarea tehnologiei microcontrolerelor, s-au deschis noi oportunități pentru PWM. Acest principiu a devenit baza pentru dispozitivele electronice care necesită atât ajustarea parametrilor de ieșire, cât și menținerea acestora la un anumit nivel. Metoda de modulare a lățimii pulsului este utilizată pentru a modifica luminozitatea luminii, viteza de rotație a motoarelor, precum și pentru a controla tranzistorul de putere al surselor de alimentare cu impulsuri (PSU).

Modularea lățimii impulsurilor (PW) este utilizată în mod activ în construcția sistemelor de control al luminozității LED. Datorită inerției scăzute, LED-ul are timp să se comute (intermitent și să se stingă) la o frecvență de câteva zeci de kHz. Funcționarea sa în modul pulsat este percepută de ochiul uman ca o strălucire constantă. La rândul său, luminozitatea depinde de durata pulsului (starea deschisă a LED-ului) într-o perioadă. Dacă timpul pulsului este egal cu timpul de pauză, adică ciclul de lucru este de 50%, atunci luminozitatea LED-ului va fi jumătate din valoarea nominală. Odată cu popularizarea lămpilor LED de 220V, a apărut problema creșterii fiabilității funcționării acestora cu o tensiune de intrare instabilă. Soluția a fost găsită sub forma unui microcircuit universal - un driver de putere care funcționează pe principiul modulării lățimii impulsului sau frecvenței impulsurilor. Un circuit bazat pe unul dintre aceste drivere este descris în detaliu.

Tensiunea de rețea furnizată la intrarea microcircuitului driver este în mod constant comparată cu tensiunea de referință în circuit, formând un semnal PWM (PFM) la ieșire, ai cărui parametri sunt stabiliți de rezistențe externe. Unele microcircuite au o ieșire pentru furnizarea unui semnal de control analog sau digital. Astfel, funcționarea driverului de impuls poate fi controlată folosind un alt convertor SHI. Interesant este că LED-ul nu primește impulsuri de înaltă frecvență, ci un curent netezit de o șoke, care este un element indispensabil al unor astfel de circuite.

Utilizarea masivă a PWM este reflectată în toate panourile LCD cu iluminare din spate cu LED. Din păcate, în monitoarele LED, majoritatea convertoarelor SHI funcționează la o frecvență de sute de Hertzi, ceea ce afectează negativ viziunea utilizatorilor de PC-uri.

Microcontrolerul Arduino poate funcționa și în modul controler PWM. Pentru a face acest lucru, apelați funcția AnalogWrite () cu valorile între 0 și 255 indicate între paranteze.Zeroul corespunde la 0V și 255 la 5V. Valorile intermediare sunt calculate proporțional.

Ubicuitatea dispozitivelor care funcționează pe principiul PWM a permis omenirii să se îndepărteze de sursele de alimentare cu transformatoare de tip liniar. Ca urmare, o creștere a eficienței și o scădere a greutății și dimensiunii surselor de energie de câteva ori.

Controlerul PWM este o parte integrantă a unei surse de alimentare comutatoare moderne. Controlează funcționarea tranzistorului de putere situat în circuitul primar al transformatorului de impulsuri. Datorită prezenței unui circuit de feedback, tensiunea la ieșirea PSU rămâne întotdeauna stabilă. Cea mai mică abatere a tensiunii de ieșire prin feedback este fixată de un microcircuit, care corectează instantaneu ciclul de lucru al impulsurilor de control. În plus, un controler PWM modern rezolvă o serie de sarcini suplimentare care îmbunătățesc fiabilitatea sursei de alimentare:

asigură modul de pornire uşoară a convertorului;
limitează amplitudinea și ciclul de lucru al impulsurilor de control;
controlează nivelul tensiunii de intrare;
protejează împotriva scurtcircuitului și supratemperaturii comutatorului de alimentare;
pune dispozitivul în modul standby dacă este necesar.

Principiul de funcționare al controlerului PWM

Sarcina controlerului PWM este de a controla comutatorul de alimentare prin schimbarea impulsurilor de control. Când funcționează în modul cheie, tranzistorul se află într-una din cele două stări (complet deschis, complet închis). În stare închisă, curentul prin joncțiunea p-n nu depășește câțiva μA, ceea ce înseamnă că puterea de disipare tinde spre zero. În starea deschisă, în ciuda curentului mare, rezistența joncțiunii p-n este excesiv de scăzută, ceea ce duce și la pierderi de căldură nesemnificative. Cea mai mare cantitate de căldură este eliberată în momentul trecerii de la o stare la alta. Dar din cauza timpului scurt al procesului de tranziție în comparație cu frecvența de modulație, pierderea de putere în timpul comutării este neglijabilă.

Modularea lățimii impulsului este împărțită în două tipuri: analogică și digitală. Fiecare dintre tipuri are propriile sale avantaje și poate fi implementat în circuite în moduri diferite.

PWM analogic

Principiul de funcționare al unui modulator analog SHI se bazează pe compararea a două semnale a căror frecvență diferă cu mai multe ordine de mărime. Elementul de comparație este un amplificator operațional (comparator). La una dintre intrările sale se aplică o tensiune dinți de ferăstrău cu o frecvență constantă ridicată, iar celeilalte se aplică o tensiune de modulare de joasă frecvență cu amplitudine variabilă. Comparatorul compară ambele valori și generează impulsuri dreptunghiulare la ieșire, a căror durată este determinată de valoarea curentă a semnalului modulator. În acest caz, frecvența PWM este egală cu frecvența semnalului dinți de ferăstrău.

PWM digital

Modularea lățimii impulsului în interpretarea digitală este una dintre numeroasele funcții ale microcontrolerului (MC). Funcționând exclusiv cu date digitale, MK poate genera fie un nivel de tensiune ridicat (100%), fie un nivel scăzut (0%) la ieșirile sale. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, pentru a controla eficient sarcina, tensiunea la ieșirea MK trebuie schimbată. De exemplu, reglarea vitezei de rotație a motorului, modificarea luminozității LED-ului. Ce trebuie să faceți pentru a obține orice valoare de tensiune în intervalul de la 0 la 100% la ieșirea microcontrolerului?

Problema este rezolvată prin utilizarea metodei de modulare a lățimii impulsului și folosind fenomenul de supraeșantionare, când frecvența de comutare specificată este de câteva ori mai mare decât răspunsul dispozitivului controlat. Prin modificarea ciclului de lucru al impulsurilor, valoarea medie a tensiunii de ieșire se modifică. De regulă, întregul proces are loc la o frecvență de la zeci până la sute de kHz, ceea ce face posibilă o reglare lină. Din punct de vedere tehnic, acest lucru este implementat folosind un controler PWM - un microcircuit specializat, care este „inima” oricărui sistem de control digital. Utilizarea activă a controlerelor bazate pe PWM se datorează avantajelor lor incontestabile:

eficiență ridicată de conversie a semnalului;
stabilitatea muncii;
economisirea energiei consumate de sarcină;
cost scăzut;
fiabilitate ridicată a întregului dispozitiv.

Există două moduri de a obține un semnal PWM la pinii microcontrolerului: hardware și software. Fiecare MK are un temporizator încorporat care este capabil să genereze impulsuri PWM pe anumiți pini. Acesta este modul în care se realizează implementarea hardware. Obținerea unui semnal PWM folosind comenzi software are mai multe opțiuni în ceea ce privește rezoluția și vă permite să utilizați mai mulți pini. Cu toate acestea, metoda software duce la o încărcare mare a MK și ocupă multă memorie.

Este de remarcat faptul că în PWM digital, numărul de impulsuri pe perioadă poate fi diferit, iar impulsurile în sine pot fi localizate în orice parte a perioadei. Nivelul semnalului de ieșire este determinat de durata totală a tuturor impulsurilor pe perioadă. Trebuie înțeles că fiecare impuls suplimentar este o tranziție a tranzistorului de putere de la starea deschisă la starea închisă, ceea ce duce la o creștere a pierderilor în timpul comutării.

Un exemplu de utilizare a unui controler PWM

Una dintre opțiunile de implementare pentru un controler PWM simplu a fost deja descrisă mai devreme în. Este construit pe baza unui microcircuit și are o bandă mică. Dar, în ciuda simplității circuitului, regulatorul are o gamă destul de largă de aplicații: circuite de control pentru luminozitatea LED-urilor, benzi LED, reglarea vitezei de rotație a motoarelor de curent continuu.

Cititi si

Soluție excelentă pentru controlul digital al puterii!

BTA100

Sunt disponibile

Cumpărați în vrac

Dispozitivul este proiectat pentru a regla puterea de sarcină până la 10000 W în circuite AC cu o tensiune de 220 V. Dispozitivul este construit pe baza unui triac puternic BTA100și este conceput pentru a controla puterea încălzitoarelor electrice, a dispozitivelor de iluminat, a colectorului și a motoarelor de curent alternativ asincron etc. Utilizarea acestui triac vă permite să reduceți dimensiunea radiatorului de răcire. Datorită gamei largi de reglare și puterii mari, regulatorul va găsi o aplicație largă în viața de zi cu zi.

Specificații

Particularități

Reglare lină pe întreaga gamă de putere.
Putere mare de reglare
Gamă largă de tensiune de operare
Detector de trecere prin zero
Buton de control
Posibilitate de separare a plăcii de control de secțiunea de putere
Radiator montat

Principiul de funcționare

Controlerul de putere folosește principiul de control PWM cu un detector de control al fazei cu trecere la zero

Designul dispozitivului

Regulatorul de putere este proiectat ca un panou de control încorporat cu un modul de alimentare separat.

Articole

Scheme

Conținutul livrării

Modul de control - 1 buc.
Modul de alimentare - 1 buc.
Instrucțiuni - 1 buc.

Ce este necesar pentru asamblare

Pentru a conecta veți avea nevoie de: sârmă, șurubelniță, tăietoare laterale.

Pregătirea pentru operare

Conectați o lampă incandescentă la bornele OUTPUT.
Conectați cablul de alimentare la bornele IN 220V.
Conectați mufa la rețeaua de 220V.
Prin apăsarea butoanelor de pe panoul de control, verificați modificarea luminozității lămpii.
Verificare finalizată. Operație fericită.

Conditii de operare

Temperatura de la -30C la +50C. Umiditate relativa 20-80% fara condensare.

Masuri de precautie

Modulul și bornele sunt sub tensiune periculoasă de 220V.
Respectați măsurile de siguranță, nu atingeți contactele plăcii de circuit imprimat în timp ce modulul este conectat la rețeaua de 220V.

Intrebari si raspunsuri

Buna ziua. Am de gând să cumpăr de la dumneavoastră un regulator digital de putere PWM 220V / 10kW (45A) și să-l folosesc ca demaror soft pentru o freză de zăpadă cu motor comutator de 3 kW. In acest sens am cateva intrebari despre acest regulator: 1. Va functiona corect regulatorul, in sensul ca reglarea va fi lina si fara smucituri? 2. Câte contacte închid butoanele de control ale regulatorului? Întrebarea este dictată de ideea de a plasa dispozitivul de control într-o carcasă transparentă sigilată și de a duplica comutatorul cu un joystick rezistent la apă. 3. Există suficientă zonă de radiator pentru puterea nominală sau va fi necesar un ventilator de răcire? 4. Este radiatorul alimentat? Poate fi lăsat în afara carcasei impermeabile? Cu stimă, Sergey.
- 1. Nu ar trebui să existe smucituri, pasul de restructurare este de 1%. Cu toate acestea, fiecare caz trebuie testat individual. 2. Fiecare buton închide două contacte. 3. Specificațiile indică puterea de vârf a dispozitivului. Puterea nominală este de 7-8 kW.
1. Panou de control inclus? 2. Este posibil să îl setați la un anumit procent și să îl opriți, astfel încât procentul setat să fie menținut după oprirea alimentării?
- 1. Panou de control inclus. 2. Nu puteți opri panoul de control. 3. Când alimentarea este oprită, setările nu se rătăcesc.
Bună ziua, puteți afla mai precis unde este conectată faza și unde este zero și ieșirea. Doar că încălzitorul, unde trebuie să reglați puterea, face parte din încălzitoare și au un zero comun.
- Busul ZERO trebuie conectat la cele două contacte din mijloc.
Salut! Va rog sa-mi spuneti, carcasa triacului de control are izolare galvanica de reteaua electrica? Dacă acest regulator este încorporat în carcasa metalică a dispozitivului, radiatorul acestuia trebuie izolat de carcasă?
- Așa e, radiatorul aparatului trebuie izolat de carcasă.
Buna ziua. Ce regulator controlează înfășurarea primară a unui transformator? Mulțumiri.
- Potrivit recenziilor, acestea sunt reglementate folosind MK071M. Nu l-ai încercat singur.

O altă recenzie pe tema tot felul de lucruri pentru produsele de casă. De data aceasta voi vorbi despre regulatorul digital de viteză. Lucrul este interesant în felul lui, dar mi-am dorit mai mult.
Pentru cei interesați, citiți mai departe :)

Având în gospodărie niște dispozitive de joasă tensiune precum o râșniță mică etc. Am vrut să le sporesc puțin aspectul funcțional și estetic. Adevărat, acest lucru nu a funcționat, deși încă sper să-mi ating scopul, poate altă dată, vă voi spune despre lucrul în sine astăzi.
Producătorul acestui regulator este Maitech, sau mai bine zis, acest nume se găsește adesea pe tot felul de eșarfe și blocuri pentru produse de casă, deși din anumite motive nu am dat peste site-ul acestei companii.

Din cauza faptului că nu am ajuns să fac ceea ce mi-am dorit, review-ul va fi mai scurt decât de obicei, dar voi începe, ca întotdeauna, cu modul în care este vândut și trimis.
Plicul conținea o geantă obișnuită cu fermoar.

Kitul include doar un regulator cu o rezistență variabilă și un buton, nu există ambalaj dur și instrucțiuni, dar totul a ajuns intact și fără deteriorare.

Pe spate există un autocolant care înlocuiește instrucțiunile. În principiu, nu este nevoie de mai mult pentru un astfel de dispozitiv.
Gama de tensiune de funcționare este de 6-30 volți, iar curentul maxim este de 8 amperi.

Aspectul este destul de bun, „sticlă” închisă, plastic gri închis al carcasei, în starea oprită pare în general neagră. În aspect offset, nimic de reproșat. Pe față a fost lipit o folie de transport.
Dimensiunile de instalare ale dispozitivului:
Lungime 72 mm (deschidere minimă a carcasei 75 mm), lățime 40 mm, adâncime excluzând panoul frontal 23 mm (cu panou frontal 24 mm).
Dimensiuni panou frontal:
Lungime 42,5, latime 80 mm

Un rezistor variabil vine cu un mâner, mânerul este, desigur, dur, dar se va folosi pentru utilizare.
Rezistența rezistorului este de 100KΩ, dependența de reglare este liniară.
După cum sa dovedit mai târziu, rezistența de 100KΩ dă o eroare. Atunci când este alimentat de la o unitate de alimentare cu impulsuri, este imposibil să setați citiri stabile, interferențele asupra firelor la rezistorul variabil afectează, din cauza căreia citirile sar +\- 2 caractere, dar ar fi bine să săriți, împreună cu asta, turația motorului sare.
Rezistența rezistorului este mare, curentul este mic și firele colectează tot zgomotul din jur.
Când este alimentat de o sursă de alimentare liniară, această problemă este complet absentă.
Lungimea firelor la rezistor și la buton este de aproximativ 180 mm.

Button, ei bine, nu e nimic special. Contacte normal deschise, diametru de montare 16 mm, lungime 24 mm, fără iluminare.
Butonul oprește motorul.
Acestea. când este aplicată puterea, indicatorul se aprinde, motorul pornește, apăsarea butonului îl oprește, a doua apăsare îl pornește din nou.
Când motorul este oprit, nici indicatorul nu se aprinde.

Sub capac este placa dispozitivului.
Contactele de alimentare și de conectare la motor sunt scoase la bornele.
Contactele pozitive ale conectorului sunt conectate împreună, întrerupătorul de alimentare comută firul negativ al motorului.
Conexiunea rezistenței variabile și a butonului este detașabilă.
Totul pare îngrijit. Cablajele condensatorului sunt cam strâmbe, dar cred că acest lucru poate fi iertat :)

Voi ascunde mai departe dezasamblarea sub spoiler.

Mai mult

Indicatorul este destul de mare, înălțimea cifrei este de 14 mm.
Dimensiunile placii sunt 69x37mm.

Placa este asamblată îngrijit, există urme de flux lângă contactele indicatorului, dar în general placa este curată.
Placa contine: o dioda de protectie inversa polaritatii, un stabilizator de 5 volti, un microcontroler, un condensator de 470 microfarad 35 volti, elemente de putere sub un radiator mic.
Sunt vizibile și locuri pentru instalarea conectorilor suplimentari, scopul lor nu este clar.

Am schițat o mică diagramă bloc, doar pentru o înțelegere aproximativă a ce și cum este comutată și cum este conectată. Rezistorul variabil este pornit cu un picior la 5 volți, al doilea la pământ. Prin urmare, poate fi înlocuit în siguranță cu o denumire mai mică. În diagramă nu există conexiuni la conectorul nesudat.

Dispozitivul folosește un microcontroler produs de STMicroelectronics.
Din câte știu, acest microcontroler este folosit într-un număr destul de mare de dispozitive diferite, cum ar fi ampermetre.

Stabilizatorul de putere, când funcționează la tensiunea maximă de intrare, se încălzește, dar nu foarte mult.

O parte din căldura de la elementele de putere este îndepărtată în poligoanele de cupru ale plăcii, în stânga puteți vedea un număr mare de tranziții de la o parte la cealaltă a plăcii, ceea ce ajută la eliminarea căldurii.
De asemenea, căldura este îndepărtată cu ajutorul unui calorifer mic, care este presat de elementele de putere de sus. Această amplasare a radiatorului mi se pare puțin îndoielnică, deoarece căldura este îndepărtată prin plasticul carcasei și un astfel de radiator nu ajută prea mult.
Nu exista pasta intre elementele de putere si calorifer, recomand sa scoateti caloriferul si sa-l ungeti cu pasta, macar putin dar va fi mai bine.

În secțiunea de putere se folosește un tranzistor, rezistența canalului este de 3,3 mOhm, curentul maxim este de 161 de amperi, dar tensiunea maximă este de doar 30 de volți, așa că aș recomanda limitarea intrării la 25-27 volți. Când funcționează la curenți aproape maximi, există o ușoară încălzire.
În apropiere este, de asemenea, amplasată o diodă, care atenuează supratensiunile de curent de la auto-inducția motorului.
Aici se aplică 10 amperi, 45 volți. Nu există întrebări despre diodă.

Prima includere. S-a întâmplat să fac testele chiar înainte de a scoate folia de protecție, pentru că în aceste fotografii este încă acolo.
Indicatorul este contrastant, moderat luminos, citește perfect.

La început am decis să încerc încărcături mici și am primit prima dezamăgire.
Nu, nu am nicio reclamație despre producător și magazin, doar am sperat ca un astfel de dispozitiv relativ scump să aibă stabilizarea turației motorului.
Din păcate, acesta este doar un PWM reglabil, indicatorul afișează % umplere de la 0 la 100%.
Regulatorul nici nu a observat motorul mic, în ziua în care este un curent de sarcină complet ridicol :)

Cititorii atenți trebuie să fi acordat atenție secțiunii transversale a firelor cu care am conectat puterea la regulator.
Da, atunci am decis să abordez problema mai global și să conectez un motor mai puternic.
Desigur, este vizibil mai puternic decât regulatorul, dar la relanti curentul său este de aproximativ 5 amperi, ceea ce a făcut posibilă verificarea regulatorului în moduri mai apropiate de maxim.
Regulatorul s-a comportat perfect, apropo, am uitat să spun că atunci când este pornit, regulatorul crește ușor umplerea PWM de la zero la valoarea setată, asigurând o accelerare lină, în timp ce indicatorul arată imediat valoarea setată și nu ca pe frecvență. unități, unde este afișat curentul real.
Regulatorul nu a eșuat, s-a încălzit puțin, dar nu critic.

Deoarece regulatorul este pulsat, am decis, doar pentru distracție, să mă uit cu un osciloscop și să văd ce se întâmplă la poarta tranzistorului de putere în diferite moduri.
Frecvența PWM este de aproximativ 15 kHz și nu se modifică în timpul funcționării. Motorul pornește la aproximativ 10% umplere.

Inițial, am plănuit să pun regulatorul în vechea mea sursă de alimentare (mai degrabă veche) pentru scule electrice mici (mai multe despre asta altădată). teoretic ar fi trebuit să devină în locul panoului frontal, iar regulatorul de viteză ar fi trebuit amplasat pe spate, nu am plănuit să pun un buton (din fericire, la pornire, dispozitivul trece imediat în modul pornit) .
Trebuia să fie frumos și îngrijit.

Dar mă aștepta o nouă dezamăgire.
1. Deși indicatorul era puțin mai mic ca dimensiune decât inserția din panoul frontal, era mai rău că nu se potrivea în adâncime, sprijinindu-se pe suporturile pentru conectarea jumătăților carcasei.
și dacă plasticul carcasei indicatorului ar putea fi tăiat, atunci nu ar conta, deoarece placa de reglare a interferat în continuare.
2. Dar chiar dacă aș fi rezolvat prima întrebare, a fost o a doua problemă, am uitat complet cum mi-a fost făcută alimentarea cu energie. Cert este că regulatorul întrerupe alimentarea în minus și am un releu pentru marșarier, pornind și forțând motorul să se oprească și un circuit de control pentru toate acestea. Și odată cu modificarea lor, totul s-a dovedit a fi mult mai dificil :(

Dacă regulatorul ar fi cu stabilizare a vitezei, atunci aș fi încurcat și aș reface circuitul de control și invers, sau refacem regulatorul pentru comutare + putere. Și așa se poate și o voi reface, dar deja fără entuziasm și acum nu știu când.
Poate e cineva interesat, o fotografie cu interiorul alimentatorului meu, urma să fie acum vreo 13-15 ani, aproape tot timpul a funcționat fără probleme, odată ce a trebuit să schimb releul.

Rezumat.
pro
Aparatul este pe deplin operațional.
Aspect îngrijit.
Construcție de calitate
Setul include tot ce ai nevoie.

Minusuri.
Funcționare incorectă de la comutarea surselor de alimentare.
Tranzistor de putere fără marjă de tensiune
Cu o funcționalitate atât de modestă, prețul este prea mare (dar totul este relativ aici).

Opinia mea. Dacă închideți ochii la prețul dispozitivului, atunci în sine este destul de bun și arată îngrijit și funcționează bine. Da, există o problemă de imunitate la zgomot nu foarte bună, cred că nu este greu de rezolvat, dar este puțin frustrant. In plus, recomand sa nu depasiti tensiunea de intrare peste 25-27 Volti.
Mai frustrant este faptul că am căutat destul de multe opțiuni pentru tot felul de regulatoare gata făcute, dar nicăieri nu oferă o soluție cu stabilizare a vitezei. Poate cineva va întreba de ce fac asta. Voi explica cum o mașină de șlefuit cu stabilizare a căzut în mâini, este mult mai plăcut de lucru decât de obicei.

Asta e tot, sper ca a fost interesant :)

Produsul a fost furnizat pentru scrierea unei recenzii de către magazin. Revizuirea este publicată în conformitate cu clauza 18 din Regulile site-ului.

Plănuiesc să cumpăr +23 Adaugă la favorite Mi-a placut recenzia +38 +64

În unele cazuri, de exemplu, în lanterne sau corpuri de iluminat de acasă, devine necesară reglarea luminozității strălucirii. S-ar părea că este mai ușor: doar schimbați curentul prin LED prin creșterea sau scăderea. Dar în acest caz, o parte semnificativă a energiei va fi consumată pe rezistența de limitare, ceea ce este complet inacceptabil pentru alimentarea autonomă de la baterii sau acumulatori.

În plus, culoarea strălucirii LED-urilor se va schimba: de exemplu, culoarea albă când curentul scade sub valoarea nominală (pentru majoritatea LED-urilor 20mA) va avea o nuanță ușor verzuie. O astfel de schimbare de culoare în unele cazuri este complet inutilă. Imaginați-vă că aceste LED-uri luminează ecranul unui televizor sau al unui monitor de computer.

În aceste cazuri, aplicați PWM - reglare (lățime - impuls). Semnificația lui este că se aprinde periodic și se stinge. În acest caz, curentul rămâne nominal pe toată durata fulgerului, astfel încât spectrul de luminiscență nu este distorsionat. Dacă LED-ul este alb, nu vor apărea nuanțe verzi.

În plus, cu această metodă de control al puterii, pierderile de energie sunt minime, eficiența circuitelor cu control PWM este foarte mare, ajungând la peste 90 la sută.

Principiul PWM - reglarea este destul de simplu și este prezentat în Figura 1. Un raport diferit al timpului stării aprinse și stins este perceput de ochi ca: ca într-un film - cadrele afișate separat, la rândul lor, sunt percepute ca un imagine în mișcare. Totul depinde de frecvența de proiecție, despre care se va discuta puțin mai târziu.

Figura 1. Principiul PWM - reglare

Figura prezintă diagramele de semnal la ieșirea dispozitivului de control PWM (sau oscilator principal). Zero și unu sunt indicate: unul logic (nivel înalt) face ca LED-ul să aprindă, un zero logic (nivel scăzut), respectiv stingerea.

Deși totul poate fi invers, deoarece totul depinde de circuitul tastei de ieșire, pornirea LED-ului se poate face la un nivel scăzut și oprirea lui, doar ridicată. În acest caz, unul logic fizic va avea un nivel de tensiune scăzut, iar un zero logic va fi ridicat.

Cu alte cuvinte, unul logic determină pornirea unui eveniment sau proces (în cazul nostru, LED-ul se aprinde), iar un zero logic ar trebui să oprească acest proces. Adică, nu întotdeauna un nivel ridicat la ieșirea unui microcircuit digital este o unitate LOGICĂ, totul depinde de modul în care este construit un anumit circuit. Așa este, pentru informare. Dar pentru moment, vom presupune că cheia este controlată de un nivel înalt și pur și simplu nu poate fi altfel.

Frecvența și lățimea impulsurilor de control

Rețineți că perioada pulsului (sau frecvența) rămâne neschimbată. Dar, în general, frecvența pulsului nu afectează luminozitatea strălucirii, prin urmare, nu există cerințe speciale pentru stabilitatea frecvenței. Se modifică doar durata (LĂȚIEMEA), în acest caz, a unui impuls pozitiv, datorită căruia funcționează întregul mecanism de modulare a lățimii impulsului.

Durata impulsurilor de control din Figura 1 este exprimată în %%. Acesta este așa-numitul „duty cycle” sau, în terminologia engleză, DUTY CYCLE. Este exprimat ca raportul dintre durata impulsului de control și perioada de repetare a impulsului.

În terminologia rusă, este de obicei folosit „ciclu de lucru” - raportul dintre perioada de repetiție și timpul impulsului dar. Astfel, dacă factorul de umplere este de 50%, atunci ciclul de funcționare va fi egal cu 2. Nu există nicio diferență fundamentală aici, prin urmare, puteți utiliza oricare dintre aceste valori, cărora le este mai convenabil și mai ușor de înțeles.

Aici, bineînțeles, s-ar putea da formule de calcul a ciclului de lucru și a CYCLELOR DE FUNCȚIE, dar pentru a nu complica prezentarea, ne vom lipsi de formule. Nu în ultimul rând, legea lui Ohm. Nu poți face nimic în privința asta: „Nu știi legea lui Ohm, stai acasă!” Dacă cineva este interesat de aceste formule, ele pot fi întotdeauna găsite pe Internet.

Frecvența PWM pentru dimmer

După cum am menționat puțin mai sus, nu există cerințe speciale pentru stabilitatea frecvenței pulsului PWM: ei bine, „plutește” puțin și este în regulă. Controlerele PWM au o instabilitate de frecvență similară, de altfel, destul de mare, care nu interferează cu utilizarea lor în multe modele. În acest caz, este important doar ca această frecvență să nu scadă sub o anumită valoare.

Și care ar trebui să fie frecvența și cât de instabilă poate fi? Nu uitați că vorbim despre dimmere. În tehnologia filmelor, există un termen „frecvență critică de pâlpâire”. Aceasta este frecvența la care imaginile individuale afișate una după alta sunt percepute ca o imagine în mișcare. Pentru ochiul uman, această frecvență este de 48 Hz.

Acesta este tocmai motivul pentru care frame rate pe film a fost de 24 fps (standardul de televiziune este de 25 fps). Pentru a crește această frecvență la cea critică, proiectoarele de film folosesc un obturator (obturator) cu două lame care se suprapune de două ori pe fiecare cadru afișat.

La proiectoarele amatoare cu film îngust de 8 mm, frecvența de proiecție era de 16 cadre/sec, astfel încât obturatorul avea până la trei lame. Același scop în televiziune este servit de faptul că imaginea este afișată în jumătăți de cadre: mai întâi linii pare, apoi impare ale imaginii. Rezultatul este o frecvență de pâlpâire de 50 Hz.

Funcționarea LED-ului în modul PWM este un bliț separat cu durată reglabilă. Pentru ca aceste fulgere să fie percepute de ochi ca o strălucire continuă, frecvența lor nu trebuie să fie sub nicio formă mai mică decât cea critică. Orice mai mare, dar nu mai jos. Acest factor trebuie luat în considerare la creare PWM - controlere pentru lămpi.

Apropo, doar ca un fapt interesant: oamenii de știință au stabilit cumva că frecvența critică pentru ochiul unei albine este de 800 Hz. Prin urmare, albina va vedea filmul pe ecran ca o secvență de imagini separate. Pentru ca ea să vadă o imagine în mișcare, frecvența de proiecție va trebui să crească la opt sute de câmpuri pe secundă!

Pentru a controla LED-ul real este utilizat. Recent, cele mai utilizate în acest scop sunt cele care permit comutarea unei puteri semnificative (folosirea tranzistoarelor bipolare convenționale în aceste scopuri este considerată pur și simplu indecentă).

O astfel de nevoie, (MOSFET puternic - tranzistor) apare cu un număr mare de LED-uri, de exemplu, cu, care va fi discutat puțin mai târziu. Dacă puterea este scăzută - atunci când utilizați unul sau două LED-uri, puteți utiliza întrerupătoare de putere redusă și, dacă este posibil, conectați LED-urile direct la ieșirile microcircuitelor.

Figura 2 prezintă o diagramă funcțională a unui controler PWM. Rezistorul R2 este prezentat în mod condiționat ca element de control în diagramă. Prin rotirea butonului acestuia, puteți modifica ciclul de lucru al impulsurilor de control în limitele cerute și, în consecință, luminozitatea LED-urilor.

Figura 2. Diagrama funcțională a controlerului PWM

Figura prezintă trei șiruri de LED-uri conectate în serie cu rezistențe de terminare. Aproximativ aceeași conexiune este utilizată în benzile LED. Cu cât banda este mai lungă, cu atât mai multe LED-uri, cu atât este mai mare consumul de curent.

În aceste cazuri vor fi necesare cele puternice, al căror curent de scurgere admisibil ar trebui să fie puțin mai mare decât curentul consumat de bandă. Ultima cerință este îndeplinită destul de ușor: de exemplu, tranzistorul IRL2505 are un curent de drenaj de aproximativ 100A, o tensiune de drenaj de 55V, în timp ce dimensiunea și prețul său sunt destul de atractive pentru utilizare în diverse modele.

Oscilatoare master PWM

Ca generator master PWM, se poate folosi un microcontroler (cel mai adesea în condiții industriale), sau un circuit realizat pe microcircuite cu un grad scăzut de integrare. Dacă este planificat să faceți un număr mic de controlere PWM acasă și nu există experiență în crearea de dispozitive cu microcontroler, atunci este mai bine să faceți un controler pe ceea ce este în prezent la îndemână.

Acestea pot fi circuite logice din seria K561, temporizator integrat, precum și circuite specializate proiectate pentru. În acest rol, poți chiar să o faci să funcționeze prin asamblarea unui generator reglabil pe el, dar acesta este, poate, „din dragoste pentru artă”. Prin urmare, mai jos vor fi luate în considerare doar două scheme: cea mai comună pe cronometrul 555 și pe controlerul UPS UC3843.

Schema oscilatorului principal pe cronometrul 555

Figura 3. Schema oscilatorului master

Acest circuit este un generator convențional de unde pătrate a cărui frecvență este setată de condensatorul C1. Condensatorul este încărcat prin circuitul "Ieșire - R2 - RP1-C1 - fir comun". În acest caz, la ieșire trebuie să fie prezentă o tensiune de nivel înalt, ceea ce este echivalent cu ieșirea fiind conectată la polul pozitiv al sursei de alimentare.

Condensatorul este descărcat de-a lungul circuitului "C1 - VD2 - R2 - Ieșire - fir comun" într-un moment în care este prezentă o tensiune de nivel scăzut la ieșire - ieșirea este conectată la un fir comun. Această diferență în căile de încărcare-descărcare ale condensatorului de setare a timpului este cea care oferă impulsuri cu lățime reglabilă.

Trebuie remarcat faptul că diodele, chiar și de același tip, au parametri diferiți. În acest caz, capacitatea lor electrică joacă un rol, care se modifică sub acțiunea tensiunii pe diode. Prin urmare, odată cu modificarea ciclului de lucru al semnalului de ieșire, se modifică și frecvența acestuia.

Principalul lucru este că nu devine mai mică decât frecvența critică, care a fost menționată puțin mai mare. În caz contrar, în loc de o strălucire uniformă cu luminozitate diferită, vor fi vizibile blițuri individuale.

Aproximativ (din nou, diodele sunt de vină), frecvența generatorului poate fi determinată prin formula prezentată mai jos.

Frecvența generatorului PWM pe cronometrul 555.

Dacă înlocuim capacitatea condensatorului în farazi și rezistența în ohmi în formulă, atunci rezultatul ar trebui să fie în hertzi Hz: nu puteți scăpa de sistemul SI! Aceasta presupune că glisorul rezistenței variabile RP1 se află în poziția de mijloc (în formula RP1 / 2), care corespunde semnalului de ieșire al formei meandre. În Figura 2, aceasta este exact partea în care durata impulsului este de 50%, ceea ce este echivalent cu un semnal cu un ciclu de lucru de 2.

Oscilator principal PWM pe un cip UC3843

Schema sa este prezentată în Figura 4.

Figura 4. Schema oscilatorului master PWM pe cipul UC3843

Cipul UC3843 este un controler PWM de control pentru comutarea surselor de alimentare și este utilizat, de exemplu, în sursele de computer în format ATX. În acest caz, schema tipică pentru includerea sa a fost oarecum schimbată spre simplificare. Pentru a controla lățimea impulsului de ieșire, se aplică o tensiune de control cu polaritate pozitivă la intrarea circuitului, apoi se obține un semnal de impuls PWM la ieșire.

În cel mai simplu caz, tensiunea de control poate fi aplicată folosind un rezistor variabil cu o rezistență de 22 ... 100 KΩ. Dacă este necesar, tensiunea de control poate fi obținută, de exemplu, de la un senzor de lumină analogic realizat pe un fotorezistor: cu cât este mai întunecat în afara ferestrei, cu atât este mai luminos în cameră.

Tensiunea de control afectează ieșirea PWM în așa fel încât atunci când este redusă, lățimea impulsului de ieșire crește, ceea ce nu este deloc surprinzător. La urma urmei, scopul inițial al cipului UC3843 este de a stabiliza tensiunea sursei de alimentare: dacă tensiunea de ieșire scade și, odată cu aceasta, tensiunea de reglare, trebuie luate măsuri (mărește lățimea impulsului de ieșire) pentru a crește ușor. tensiunea de ieșire.

Tensiunea de reglare în sursele de alimentare este generată, de regulă, folosind diode zener. Cel mai adesea, asta sau ceva asemănător.

Cu evaluările pieselor indicate pe diagramă, frecvența generatorului este de aproximativ 1 kHz și, spre deosebire de generatorul de pe cronometrul 555, nu „plutește” atunci când ciclul de lucru al semnalului de ieșire se modifică - având grijă de frecvența de comutarea surselor de alimentare.

Pentru a regla o putere semnificativă, de exemplu, o bandă LED, o etapă cheie a unui tranzistor MOSFET trebuie conectată la ieșire, așa cum se arată în Figura 2.

Am putea vorbi mai mult despre controlerele PWM, dar deocamdată să ne oprim aici, iar în următorul articol ne vom uita la diverse modalități de conectare a LED-urilor. La urma urmei, nu toate metodele sunt la fel de bune, există unele care ar trebui evitate și pur și simplu există o mulțime de erori la conectarea LED-urilor.