PWM vezja. PWM krmilnik

Krmilnik PWM je zasnovan za uravnavanje hitrosti vrtenja polarnega motorja, svetlosti žarnice ali moči grelnega elementa.

prednosti:
1 Enostavnost izdelave
2 Razpoložljivost komponent (stroški ne presegajo 2 $)
3 Široka uporaba
4 Za začetnike, še enkrat vadite in se razveselite =)

Nekoč sem potreboval "napravo" za prilagajanje hitrosti vrtenja hladilnika. Za kaj točno se ne spomnim. Od začetka sem poskušal z navadnim spremenljivim uporom, se je zelo segrelo in zame ni bilo sprejemljivo. Kot rezultat, sem po kopanju po internetu našel vezje na že znanem čipu NE555. Šlo je za vezje običajnega krmilnika PWM z delovnim ciklom (trajanjem) impulzov enakim ali manjšim od 50% (kasneje bom podal grafe, kako deluje). Vezje se je izkazalo za zelo preprosto in ni zahtevalo uglaševanja, glavna stvar je bila, da ne bi zajebali povezave diod in tranzistorja. Ko sem ga prvič sestavil na makico in preizkusil, je vse delovalo s pol obrata. Kasneje sem že razširil majhno tiskano vezje in vse je bilo videti bolj urejeno =) No, zdaj pa si oglejmo samo vezje!

Krmilno vezje PWM

Iz njega vidimo, da je to navaden generator z regulatorjem delovnega cikla, sestavljenim po shemi iz podatkovnega lista. Ta delovni cikel spremenimo z uporom R1, upor R2 služi kot zaščita pred kratkim stikom, saj je 4. izhod mikrovezja povezan z ozemljitvijo preko notranjega ključa časovnika in se na skrajnem položaju R1 preprosto zapre. R3 je vlečni upor. C2 je kondenzator za nastavitev frekvence. Tranzistor IRFZ44N je N kanalni mosfet. D3 je zaščitna dioda, ki preprečuje odpoved terenske naprave ob prekinitvi obremenitve. Zdaj malo o delovnem ciklu impulzov. Delovni cikel impulza je razmerje med njegovim ponovitvenim obdobjem (ponovitvijo) in trajanjem impulza, to pomeni, da bo po določenem časovnem obdobju prišlo do prehoda iz (grubo rečeno) plusa v minus ali bolje rečeno iz logične enote v logična ničla. Torej je ta časovni interval med impulzi enak delovni cikel.

Delovni cikel v srednjem položaju R1

Delovni cikel na skrajnem levem položaju R1

Delovni cikel na skrajnem desnem položaju R

Spodaj bom dal tiskana vezja z in brez lokacije delov

Zdaj malo o podrobnostih in njihovem videzu. Samo mikrovezje je izdelano v paketu DIP-8, keramični kondenzatorji majhne velikosti, upori 0,125-0,25 W. Diode so običajni usmerniki za 1A (najugodnejši je 1N4007, povsod so v razsutem stanju). Prav tako lahko mikrovezje namestite na vtičnico, če ga želite v prihodnosti uporabiti v drugih projektih in ga ne odspojiti znova. Spodaj so slike podrobnosti.

Širinska impulzna modulacija (PWM) je metoda pretvorbe signala, pri kateri se trajanje impulza (obvezni cikel) spreminja, frekvenca pa ostaja konstantna. V angleški terminologiji se imenuje PWM (impulzno-širinska modulacija). V tem članku bomo podrobno razumeli, kaj je PWM, kje se uporablja in kako deluje.

Območje uporabe

Z razvojem tehnologije mikrokrmilnikov so se za PWM odprle nove priložnosti. To načelo je postalo osnova za elektronske naprave, ki zahtevajo prilagajanje izhodnih parametrov in njihovo vzdrževanje na določeni ravni. Metoda impulzno-širinske modulacije se uporablja za spreminjanje svetlosti svetlobe, hitrosti vrtenja motorjev, pa tudi za krmiljenje močnostnega tranzistorja napajalnikov impulznega tipa (PSU).

Impulzno-širinska (PW) modulacija se aktivno uporablja pri gradnji sistemov za nadzor svetlosti LED. Zaradi nizke vztrajnosti ima LED čas za preklop (utripa in ugasne) pri frekvenci nekaj deset kHz. Njegovo delovanje v impulznem načinu človeško oko zaznava kot stalen sij. Po drugi strani je svetlost odvisna od trajanja impulza (odprto stanje LED) v enem obdobju. Če je impulzni čas enak času premora, to je delovni cikel 50%, potem bo svetlost LED polovico nazivne vrednosti. S popularizacijo 220V LED svetilk se je pojavilo vprašanje povečanja zanesljivosti njihovega delovanja z nestabilno vhodno napetostjo. Rešitev je bila najdena v obliki univerzalnega mikrovezja - napajalnega gonilnika, ki deluje na principu impulzno-širinske ali impulzno-frekvenčne modulacije. Podrobno je opisano vezje, ki temelji na enem od teh gonilnikov.

Omrežna napetost, ki se dovaja na vhod gonilnega mikrovezja, se nenehno primerja z referenčno napetostjo v vezju, pri čemer na izhodu tvori PWM (PFM) signal, katerega parametre nastavijo zunanji upori. Nekatera mikrovezja imajo izhod za dobavo analognega ali digitalnega krmilnega signala. Tako lahko delovanje impulznega gonilnika krmilimo z drugim pretvornikom SHI. Zanimivo je, da LED ne sprejema visokofrekvenčnih impulzov, temveč tok, ki ga zgladi dušilka, ki je nepogrešljiv element takšnih vezij.

Masivna uporaba PWM se odraža v vseh LCD ploščah z LED osvetlitvijo. Na žalost pri LED monitorjih večina pretvornikov SHI deluje s frekvenco sto Hertz, kar negativno vpliva na vid uporabnikov osebnih računalnikov.

Mikrokrmilnik Arduino lahko deluje tudi v načinu krmilnika PWM. Če želite to narediti, pokličite funkcijo AnalogWrite () z vrednostmi med 0 in 255, navedenimi v oklepajih. Nič ustreza 0 V, 255 pa 5 V. Vmesne vrednosti se izračunajo sorazmerno.

Vseprisotnost naprav, ki delujejo na principu PWM, je človeštvu omogočila, da se odmakne od napajalnikov linearnih transformatorjev. Posledično se poveča učinkovitost in se večkrat zmanjša teža in velikost virov energije.

PWM krmilnik je sestavni del sodobnega stikalnega napajalnika. Nadzira delovanje močnostnega tranzistorja, ki se nahaja v primarnem vezju impulznega transformatorja. Zaradi prisotnosti povratnega vezja napetost na izhodu PSU vedno ostane stabilna. Najmanjše odstopanje izhodne napetosti skozi povratne informacije je fiksirano z mikrovezjem, ki takoj popravi delovni cikel krmilnih impulzov. Poleg tega sodoben krmilnik PWM rešuje številne dodatne naloge, ki izboljšujejo zanesljivost napajanja:

zagotavlja način mehkega zagona pretvornika;
omejuje amplitudo in delovni cikel krmilnih impulzov;
nadzoruje nivo vhodne napetosti;
ščiti pred kratkim stikom in previsoko temperaturo vklopnega stikala;
po potrebi preklopi napravo v stanje pripravljenosti.

Načelo delovanja PWM krmilnika

Naloga krmilnika PWM je krmiljenje vklopnega stikala s spreminjanjem krmilnih impulzov. Ko deluje v načinu ključa, je tranzistor v enem od dveh stanj (popolnoma odprt, popolnoma zaprt). V zaprtem stanju tok skozi p-n stičišče ne presega nekaj μA, kar pomeni, da se moč disipacije nagiba k nič. V odprtem stanju je kljub velikemu toku upor p-n spoja pretirano nizek, kar vodi tudi do nepomembnih toplotnih izgub. Največja količina toplote se sprosti v trenutku prehoda iz enega stanja v drugo. Toda zaradi kratkega časa prehodnega procesa v primerjavi s frekvenco modulacije je izguba moči med preklopom zanemarljiva.

Širinsko impulzno modulacijo delimo na dve vrsti: analogno in digitalno. Vsaka od vrst ima svoje prednosti in se lahko v vezje implementira na različne načine.

Analogni PWM

Načelo delovanja analognega modulatorja SHI temelji na primerjavi dveh signalov, katerih frekvenca se razlikuje za več vrst velikosti. Primerjalni element je operacijski ojačevalnik (komparator). Na enega od njegovih vhodov se dovaja žagasta napetost visoke konstantne frekvence, na drugega pa nizkofrekvenčna modulirajoča napetost s spremenljivo amplitudo. Primerjalnik primerja obe vrednosti in na izhodu generira pravokotne impulze, katerih trajanje je določeno s trenutno vrednostjo modulirnega signala. V tem primeru je frekvenca PWM enaka frekvenci žagastega signala.

Digitalni PWM

Modulacija širine impulza v digitalni interpretaciji je ena izmed mnogih funkcij mikrokrmilnika (MC). Deluje izključno z digitalnimi podatki, lahko MK na svojih izhodih ustvari visoko (100 %) ali nizko (0 %) napetostno raven. Vendar pa je v večini primerov za učinkovit nadzor obremenitve treba spremeniti napetost na izhodu MK. Na primer, prilagajanje hitrosti vrtenja motorja, spreminjanje svetlosti LED. Kaj storiti, da na izhodu mikrokrmilnika dobimo katero koli vrednost napetosti v območju od 0 do 100 %?

Problem rešujemo z metodo impulzno-širinske modulacije in z uporabo fenomena prevelikega vzorčenja, ko je navedena preklopna frekvenca nekajkrat višja od odziva krmiljene naprave. S spreminjanjem delovnega cikla impulzov se spremeni povprečna vrednost izhodne napetosti. Praviloma celoten proces poteka s frekvenco od deset do sto kHz, kar omogoča gladko prilagajanje. Tehnično se to izvaja s pomočjo krmilnika PWM - specializiranega mikrovezja, ki je "srce" katerega koli digitalnega krmilnega sistema. Aktivna uporaba krmilnikov, ki temeljijo na PWM, je posledica njihovih nespornih prednosti:

visoka učinkovitost pretvorbe signala;
stabilnost dela;
varčevanje z energijo, ki jo porabi obremenitev;
poceni;
visoka zanesljivost celotne naprave.

Obstajata dva načina za pridobitev PWM signala na zatičih mikrokrmilnika: strojna in programska oprema. Vsak MK ima vgrajen časovnik, ki lahko generira PWM impulze na določenih nožicah. Tako se doseže izvedba strojne opreme. Pridobivanje signala PWM z uporabo programskih ukazov ima več možnosti glede ločljivosti in vam omogoča uporabo več nožic. Vendar pa programska metoda vodi do visoke obremenitve MK in zavzame veliko pomnilnika.

Omeniti velja, da je pri digitalni PWM število impulzov na obdobje lahko različno, sami impulzi pa se lahko nahajajo v katerem koli delu obdobja. Raven izhodnega signala je določena s skupnim trajanjem vseh impulzov na obdobje. Treba je razumeti, da je vsak dodatni impulz prehod močnostnega tranzistorja iz odprtega v zaprto stanje, kar vodi do povečanja izgub med preklopom.

Primer uporabe PWM krmilnika

Ena od možnosti izvedbe preprostega krmilnika PWM je bila že opisana prej. Zgrajen je na osnovi mikrovezja in ima majhen jermen. Toda kljub preprostosti vezja ima regulator precej širok spekter uporabe: krmilna vezja za svetlost LED, LED trakovi, prilagajanje hitrosti vrtenja enosmernih motorjev.

Preberite tudi

Odlična rešitev za digitalni nadzor moči!

BTA100

So na voljo

Kupite v razsutem stanju

Naprava je zasnovana za prilagajanje moči obremenitve do 10000 W v izmeničnih tokokrogih z napetostjo 220 V. Naprava je zgrajena na osnovi zmogljivega triaka BTA100 in je zasnovan za krmiljenje moči električnih grelnikov, svetlobnih naprav, kolektorskih in asinhronih AC motorjev itd. Uporaba tega triaka vam omogoča, da zmanjšate velikost hladilnega radiatorja. Zaradi širokega razpona nastavitve in velike moči bo regulator našel široko uporabo v vsakdanjem življenju.

Specifikacije

Posebnosti

Gladka nastavitev v celotnem območju moči.
Velika moč prilagajanja
Širok razpon delovne napetosti
Detektor prehajanja ničle
Upravljanje z gumbi
Možnost ločitve krmilne plošče od napajalnega dela
Vgrajen radiator

Načelo delovanja

Krmilnik moči uporablja princip krmiljenja PWM z detektorjem krmiljenja faze pri prehodu v nič

Oblikovanje naprave

Regulator moči je zasnovan kot vgrajena nadzorna plošča z ločenim napajalnim modulom.

Članki

shema

Vsebina dobave

Krmilni modul - 1 kos.
Napajalni modul - 1 kos.
Navodilo - 1 kos.

Kaj je potrebno za montažo

Za povezavo boste potrebovali: žico, izvijač, stranske rezalnike.

Priprava na operacijo

Priključite žarnico na izhodne priključke.
Priključite napajalni kabel na priključke IN 220V.
Vtič priključite na 220V omrežje.
S pritiskom na gumbe na nadzorni plošči preverite spremembo svetlosti žarnice.
Preverjanje končano. Srečno delovanje.

Pogoji delovanja

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

Previdnostni ukrepi

Modul in sponke so pod nevarno napetostjo 220V.
Upoštevajte varnostne ukrepe, ne dotikajte se kontaktov tiskanega vezja, ko je modul priključen na 220V omrežje.

Vprašanja in odgovori

Dober večer. Pri vas bom kupil digitalni PWM regulator moči 220V / 10kW (45A) in ga uporabil kot mehki zaganjalnik za snežno frezo s komutatorskim motorjem 3 kW. V zvezi s tem imam nekaj vprašanj glede tega regulatorja: 1. Ali bo regulator deloval pravilno, v smislu, da bo nastavitev gladka in brez sunkov? 2. Koliko kontaktov zapre krmilne gumbe regulatorja? Vprašanje narekuje ideja, da bi krmilno napravo postavili v prozorno zaprto ohišje, stikalo pa podvojili z vodoodporno krmilno palčko. 3. Ali je hladilnega telesa dovolj za nazivno moč ali bo potreben ventilator za hlajenje? 4. Ali je radiator pod napetostjo? Ali ga lahko pustite zunaj nepremočljivega ohišja? S spoštovanjem, Sergej.
- 1. Ne sme biti sunkov, korak prestrukturiranja je 1%. Vendar je treba vsak primer testirati posebej. 2. Vsak gumb zapre dva stika. 3. Specifikacije kažejo najvišjo moč naprave. Nazivna moč je 7-8 kW.
1. Nadzorna plošča vključena? 2. Ali ga je mogoče nastaviti na določen odstotek in izklopiti, da bi se nastavljeni odstotek ohranil tudi po izklopu napajanja?
- 1. Priložena nadzorna plošča. 2. Nadzorne plošče ne morete izklopiti. 3. Ko je napajanje izklopljeno, nastavitve ne zaidejo.
Pozdravljeni, ali lahko natančneje ugotovite, kje je priključena faza in kje nič in tudi izhod. Gre samo za to, da je grelec, kjer morate prilagoditi moč, del grelnikov in imajo skupno ničlo
- Vodilo ZERO mora biti povezano z dvema srednjima kontaktoma.
Zdravo! Prosim, povejte mi, ali ima ohišje krmilnega triaka galvansko izolacijo od električnega omrežja? Če je ta regulator vgrajen v kovinsko ohišje naprave, ali je treba njegov radiator izolirati od ohišja?
- Tako je, radiator naprave mora biti izoliran od ohišja.
Dober večer. Kateri regulator krmili primarno navitje transformatorja? Hvala vam.
- Glede na ocene so urejeni z uporabo MK071M. Sama nisi poskusila.

Še en pregled na temo najrazličnejših stvari za domače izdelke. Tokrat bom govoril o digitalnem krmilniku hitrosti. Zadeva je na svoj način zanimiva, a želel sem si več.
Za tiste, ki jih zanima, beri naprej :)

Imeti v gospodinjstvu nekaj nizkonapetostnih naprav, kot je mali mlinček itd. Želel sem nekoliko povečati njihov funkcionalni in estetski videz. Res je, to se ni izšlo, čeprav še vedno upam, da bom dosegel svoj cilj, morda drugič, vam bom danes povedal o sami stvari.
Proizvajalec tega regulatorja je Maitech, oziroma to ime pogosto najdemo na vseh vrstah šalov in blokov za domače izdelke, čeprav iz nekega razloga nisem naletel na spletno mesto tega podjetja.

Ker na koncu nisem naredil, kar sem želel, bo pregled krajši kot običajno, vendar bom kot vedno začel s tem, kako se prodaja in pošilja.
V ovojnici je bila navadna vrečka z zadrgo.

V kompletu je le regulator s spremenljivim uporom in gumb, ni trde embalaže in navodil, je pa vse prispelo nepoškodovano in brez poškodb.

Na zadnji strani je nalepka, ki nadomešča navodila. Načeloma za takšno napravo ni potrebno več.
Območje delovne napetosti je 6-30 voltov, največji tok pa 8 amperov.

Videz je precej dober, temno "steklo", temno siva plastika ohišja, v izklopljenem stanju se zdi praviloma črna. Po videzu se ni treba pritoževati. Na sprednji strani je bila prilepljena transportna folija.
Vgradne dimenzije naprave:
Dolžina 72 mm (minimalna odprtina ohišja 75 mm), širina 40 mm, globina brez sprednje plošče 23 mm (s sprednjo ploščo 24 mm).
Dimenzije sprednje plošče:
Dolžina 42,5 mm, širina 80 mm

Spremenljiv upor je priložen ročaju, ročaj je seveda grob, vendar bo primeren za uporabo.
Upornost upora je 100KΩ, odvisnost prilagajanja je linearna.
Kot se je kasneje izkazalo, 100KΩ upor povzroča napako. Ko se napaja iz impulzne napajalne enote, je nemogoče nastaviti stabilne odčitke, vpliva na motnje na žicah na spremenljivi upor, zaradi česar odčitki skočijo +\- 2 znaka, vendar bi bilo v redu, da skočite skupaj z pri tem hitrost motorja poskoči.
Upornost upora je visoka, tok je majhen in žice zbirajo ves hrup okoli.
Ko ga napaja linearni napajalnik, je ta problem popolnoma odsoten.
Dolžina žic do upora in gumba je približno 180 mm.

Button, no, ni nič posebnega. Normalno odprti kontakti, montažni premer 16 mm, dolžina 24 mm, brez osvetlitve.
Gumb ugasne motor.
tiste. ko je napajanje vključeno, se indikator prižge, motor se zažene, s pritiskom na gumb se ugasne, drugi pritisk pa se ponovno vklopi.
Ko je motor ugasnjen, indikator tudi ne zasveti.

Pod pokrovom je plošča naprave.
Kontakti za napajanje in priključek motorja so izpeljani na sponke.
Pozitivni kontakti konektorja so povezani skupaj, stikalo za vklop preklopi negativno žico motorja.
Povezava spremenljivega upora in gumba je snemljiva.
Vse izgleda lepo. Vodi kondenzatorja so malo krivi, ampak mislim, da se to lahko oprosti :)

Nadaljnjo demontažo bom skril pod spojler.

Več

Indikator je precej velik, višina števke je 14 mm.
Dimenzije plošče so 69x37mm.

Plošča je lepo sestavljena, v bližini kontaktov indikatorja so sledi fluksa, vendar je na splošno plošča čista.
Plošča vsebuje: zaščitno diodo za obrnjeno polarnost, 5-voltni stabilizator, mikrokrmilnik, 470 mikrofaradni 35-voltni kondenzator, napajalne elemente pod majhnim radiatorjem.
Vidna so tudi mesta za namestitev dodatnih priključkov, njihov namen ni jasen.

Narisal sem majhen blok diagram, samo za grobo razumevanje, kaj in kako se preklopi in kako je povezano. Spremenljivi upor se vklopi z eno nogo na 5 voltov, z drugo na tla. Zato ga je mogoče varno zamenjati z nižjim apoenom. Na diagramu ni povezav z nespajkanim konektorjem.

Naprava uporablja mikrokrmilnik, ki ga proizvaja STMicroelectronics.
Kolikor vem, se ta mikrokrmilnik uporablja v precej velikem številu različnih naprav, kot so ampermetri.

Stabilizator moči, ko deluje pri največji vhodni napetosti, se segreje, vendar ne zelo.

Del toplote iz napajalnih elementov se odvaja na bakrene poligone plošče, na levi strani lahko vidite veliko število prehodov z ene strani plošče na drugo, kar pomaga pri odvajanju toplote.
Prav tako se toplota odvaja s pomočjo majhnega radiatorja, ki je od zgoraj pritisnjen na napajalne elemente. Ta postavitev hladilnika se mi zdi nekoliko dvomljiva, saj se toplota odvaja skozi plastično ohišje in takšen hladilnik ne pomaga veliko.
Med napajalnimi elementi in radiatorjem ni paste, priporočam, da odstranite radiator in ga namažete s pasto, vsaj malo pa bo bolje.

V napajalnem delu se uporablja tranzistor, upornost kanala je 3,3 mOhm, največji tok je 161 amperov, vendar je največja napetost le 30 voltov, zato priporočam omejitev vhoda na 25-27 voltov. Pri delovanju pri skoraj največjih tokovih pride do rahlega segrevanja.
V bližini se nahaja tudi dioda, ki duši udarce toka zaradi samoindukcije motorja.
Tukaj se uporablja 10 amperov, 45 voltov. Glede diode ni vprašanj.

Prva vključitev. Zgodilo se je, da sem teste opravil še preden sem odstranil zaščitno folijo, ker je na teh fotografijah še vedno tam.
Indikator je kontrasten, zmerno svetel, bere odlično.

Sprva sem se odločil poskusiti z majhnimi obremenitvami in doživel prvo razočaranje.
Ne, do proizvajalca in trgovine nimam nobenih pritožb, upal sem le, da bo tako relativno draga naprava imela stabilizacijo vrtljajev motorja.
Žal, to je samo nastavljiv PWM, indikator prikazuje % polnjenja od 0 do 100%.
Regulator sploh ni opazil majhnega motorja, dan je popolnoma smešen obremenitveni tok :)

Pozorni bralci so morali biti pozorni na prerez žic, s katerimi sem priključil napajanje na regulator.
Ja, potem sem se odločil, da bom k vprašanju pristopil bolj globalno in priključil zmogljivejši motor.
Seveda je opazno močnejši od regulatorja, vendar je v prostem teku njegov tok približno 5 amperov, kar je omogočilo preverjanje regulatorja v načinih, ki so bližji maksimumu.
Regulator se je obnašal odlično, mimogrede, pozabil sem navesti, da regulator ob vklopu gladko poveča polnjenje PWM od nič do nastavljene vrednosti, kar zagotavlja gladko pospeševanje, medtem ko indikator takoj pokaže nastavljeno vrednost in ne kot pri frekvenci pogonov, kjer je prikazan dejanski tok.
Regulator ni odpovedal, malo se je ogrel, vendar ni kritičen.

Ker je regulator impulzen, sem se odločil, da bom samo zaradi zanimanja pobrskal z osciloskopom in pogledal, kaj se dogaja na vratih močnostnega tranzistorja v različnih načinih.
Frekvenca PWM je približno 15 kHz in se med delovanjem ne spreminja. Motor se zažene pri približno 10 % napolnjenosti.

Sprva sem nameraval regulator postaviti v svoj stari (precej že starodavni) napajalnik za mala električna orodja (več o tem kdaj drugič). v teoriji bi moral postati namesto sprednje plošče, regulator hitrosti pa bi moral biti nameščen na zadnji strani, nisem nameraval postaviti gumba (na srečo, ko je vklopljen, naprava takoj preklopi v način vklopa) .
Moralo je biti lepo in urejeno.

A čakalo me je nadaljnje razočaranje.
1. Čeprav je bil indikator nekoliko manjši od vložka sprednje plošče, je bilo huje, da se ni prilegal v globino, naslonjen na stojala za povezovanje polovic ohišja.
in če bi se plastika ohišja indikatorja lahko odrezala, potem to ne bi bilo pomembno, saj je regulatorna plošča dodatno motila.
2. A tudi če bi rešil prvo vprašanje, je bil drugi problem, čisto sem pozabil, kako je narejen moj napajalnik. Dejstvo je, da regulator prekine dovod minusa in imam vzvratni rele, ki vklopi in prisili motor, da se ustavi, in krmilno vezje za vse to. In z njihovo spremembo se je vse izkazalo za veliko težje :(

Če bi bil regulator s stabilizacijo hitrosti, bi se še vedno zmedel in ponovil krmilni in vzvratni tokokrog ali ponovil regulator za preklop + moč. In tako je mogoče in ponovil bom, vendar že brez navdušenja in zdaj ne vem kdaj.
Mogoče koga zanima, fotografija notranjosti mojega napajalnika, to je bilo pred približno 13-15 leti, skoraj ves čas je deloval brez težav, enkrat sem moral zamenjati rele.

Povzetek.
prednosti
Naprava je popolnoma funkcionalna.
Čeden videz.
Kakovostna izdelava
Komplet vsebuje vse, kar potrebujete.

Minusi.
Nepravilno delovanje zaradi preklopnega napajalnika.
Napajalni tranzistor brez napetostne rezerve
Pri tako skromni funkcionalnosti je cena previsoka (a tukaj je vse relativno).

Moje mnenje. Če si zaprete oči pred ceno naprave, potem je sama po sebi precej dobra, izgleda urejena in deluje dobro. Ja, obstaja problem ne preveč dobre odpornosti proti hrupu, mislim, da ga ni težko rešiti, vendar je malo frustrirajoče. Poleg tega priporočam, da ne presežete vhodne napetosti nad 25-27 voltov.
Bolj frustrirajoče je dejstvo, da sem iskal kar nekaj možnosti za vse vrste že pripravljenih regulatorjev, a nikjer ne ponujajo rešitve s stabilizacijo hitrosti. Mogoče bo kdo vprašal, zakaj to počnem. Pojasnil bom, kako mi je v roke padel brusilnik s stabilizacijo, veliko bolj prijetno je delati kot običajno.

To je vse, upam, da je bilo zanimivo :)

Izdelek je trgovina zagotovila za pisanje ocene. Pregled je objavljen v skladu z 18. členom Pravil spletnega mesta.

Nameravam kupiti +23 Dodaj med priljubljene Všeč mi je bil pregled +38 +64

V nekaterih primerih, na primer v svetilkah ali domačih svetilkah, je treba prilagoditi svetlost sijaja. Zdi se, da je lažje: samo spremenite tok skozi LED tako, da povečate ali zmanjšate. Toda v tem primeru bo pomemben del energije porabljen na omejevalnem uporu, kar je popolnoma nesprejemljivo za avtonomno napajanje iz baterij ali akumulatorjev.

Poleg tega se bo spremenila barva sijaja LED: na primer bela barva, ko tok pade pod nazivno vrednost (za večino LED 20mA), bo imela rahlo zelenkast odtenek. Takšna sprememba barve je v nekaterih primerih popolnoma neuporabna. Predstavljajte si, da te LED diode osvetljujejo zaslon televizorja ali računalniškega monitorja.

V teh primerih uporabite PWM - regulacija (širina - impulz). Njegov pomen je, da občasno zasveti in ugasne. V tem primeru ostane tok skozi ves čas utripa nominalni, tako da spekter luminiscence ni popačen. Če je LED bela, se zeleni odtenki ne bodo prikazali.

Poleg tega so pri tej metodi nadzora moči izgube energije minimalne, učinkovitost vezij z PWM krmiljenjem je zelo visoka, dosega več kot 90 odstotkov.

Načelo PWM - regulacije je precej preprosto in je prikazano na sliki 1. Različno razmerje med časom prižganega in ugasnjenega stanja oko zazna kot: kot v filmu - ločeno prikazani kadri zaznavajo kot gibljiva slika. Vse je odvisno od frekvence projekcije, o kateri bomo razpravljali malo kasneje.

Slika 1. Načelo PWM - regulacije

Slika prikazuje signalne diagrame na izhodu krmilne naprave PWM (ali glavnega oscilatorja). Označeni sta nič in ena: logična ena (visoka raven) povzroči, da LED sveti, logična nič (nizka raven) ugasne.

Čeprav je lahko vse ravno obratno, saj je vse odvisno od vezja izhodnega ključa, je mogoče vklop LED diode izvesti na nizki ravni, izklop pa samo na visoki. V tem primeru bo fizično logična imela nizko napetost, logična nič pa bo visoka.

Z drugimi besedami, logična ena povzroči vklop nekega dogodka ali procesa (v našem primeru zasveti LED), logična ničla pa bi morala ta proces izklopiti. To pomeni, da ni vedno visoka raven na izhodu digitalnega mikrovezja LOGIČNA enota, vse je odvisno od tega, kako je določeno vezje zgrajeno. To je tako, za informacijo. Toda za zdaj bomo domnevali, da je ključ nadzorovan na visoki ravni in preprosto ne more biti drugače.

Frekvenca in širina krmilnih impulzov

Upoštevajte, da obdobje (ali frekvenca) impulza ostane nespremenjeno. Toda na splošno frekvenca impulza ne vpliva na svetlost sijaja, zato ni posebnih zahtev za stabilnost frekvence. Spremeni se samo trajanje (ŠIRINA) v tem primeru pozitivnega impulza, zaradi česar deluje celoten mehanizem širinsko-impulzne modulacije.

Trajanje krmilnih impulzov na sliki 1 je izraženo v %%. To je tako imenovani "delovni cikel" ali, v angleški terminologiji, DUTY CYCLE. Izraža se kot razmerje med trajanjem kontrolnega impulza in obdobjem ponovitve impulza.

V ruski terminologiji se običajno uporablja "delovni cikel" - razmerje med obdobjem ponovitve in časom impulza a. Torej, če je faktor polnjenja 50%, bo delovni cikel enak 2. Tu ni bistvene razlike, zato lahko uporabite katero koli od teh vrednosti, komu je bolj priročno in razumljivo.

Tu bi seveda lahko dali formule za izračun delovnega cikla in OBČAVNEGA CIKLA, a da ne bi zapletli predstavitve, bomo brez formul. Nenazadnje, Ohmov zakon. Nič ne morete storiti glede tega: "Ne poznate Ohmovega zakona, ostanite doma!" Če koga zanimajo te formule, jih je vedno mogoče najti na internetu.

Frekvenca PWM za zatemnilnik

Kot je bilo omenjeno nekoliko višje, ni posebnih zahtev za stabilnost impulzne frekvence PWM: no, malo "plava" in to je v redu. Krmilniki PWM imajo podobno frekvenčno nestabilnost, mimogrede, precej veliko, kar ne moti njihove uporabe v številnih izvedbah. V tem primeru je pomembno le, da ta frekvenca ne pade pod določeno vrednost.

In kakšna naj bo frekvenca in kako nestabilna je lahko? Ne pozabite, da govorimo o zatemnilih. V filmski tehnologiji obstaja izraz "kritična frekvenca utripanja". To je frekvenca, pri kateri se posamezne slike, prikazane ena za drugo, zaznavajo kot premikajoča se slika. Za človeško oko je ta frekvenca 48 Hz.

Prav to je razlog, zakaj je bila hitrost sličic na filmu 24 sličic na sekundo (televizijski standard je 25 sličic na sekundo). Da bi to frekvenco povečali na kritično, filmski projektorji uporabljajo dvokraki obturator (zaklop), ki dvakrat prekriva vsak prikazani okvir.

Pri amaterskih ozkofilmskih 8mm projektorjih je bila frekvenca projekcije 16 sličic/s, tako da je imel obturator kar tri rezila. Istemu namenu pri televiziji služi tudi dejstvo, da je slika prikazana v polovičnih okvirih: najprej sode, nato pa lihe črte slike. Rezultat je frekvenca utripanja 50 Hz.

Delovanje LED v načinu PWM je ločena bliskavica nastavljivega trajanja. Da bi te bliske oko zaznalo kot neprekinjen sijaj, njihova frekvenca nikakor ne sme biti manjša od kritične. Karkoli višje, nižje pa ne. Ta dejavnik je treba upoštevati pri ustvarjanju PWM - krmilniki za svetilke.

Mimogrede, samo kot zanimivost: znanstveniki so nekako ugotovili, da je kritična frekvenca za oko čebele 800 Hz. Zato bo čebela videla film na zaslonu kot zaporedje ločenih slik. Da bo videla gibljivo sliko, bo treba frekvenco projekcije povečati na osemsto polj na sekundo!

Za nadzor se uporablja dejanska LED. V zadnjem času se v ta namen najbolj uporabljajo tisti, ki omogočajo preklapljanje znatne moči (uporaba običajnih bipolarnih tranzistorjev za te namene se šteje za preprosto nedostojno).

Takšna potreba (zmogljiv MOSFET - tranzistor) se pojavi pri velikem številu LED, na primer z, o čemer bomo razpravljali malo kasneje. Če je moč nizka - pri uporabi ene ali dveh LED lahko uporabite stikala z nizko močjo in, če je mogoče, LED diode priključite neposredno na izhode mikrovezja.

Slika 2 prikazuje funkcionalni diagram PWM krmilnika. Upor R2 je pogojno prikazan kot krmilni element na diagramu. Z vrtenjem njegovega gumba lahko spremenite delovni cikel krmilnih impulzov v zahtevanih mejah in posledično svetlost LED.

Slika 2. Funkcionalni diagram PWM krmilnika

Slika prikazuje tri nize LED diod, ki so serijsko povezane z zaključnimi upori. Približno enaka povezava se uporablja v LED trakovih. Daljši kot je trak, več LED diod, večja je poraba toka.

V teh primerih bodo potrebni močni, katerih dovoljeni odtočni tok mora biti nekoliko večji od toka, ki ga porabi trak. Zadnja zahteva je izpolnjena precej enostavno: na primer, tranzistor IRL2505 ima odtočni tok približno 100 A, odtočno napetost 55 V, medtem ko sta njegova velikost in cena precej privlačni za uporabo v različnih izvedbah.

Glavni oscilatorji PWM

Mikrokrmilnik se lahko uporablja kot glavni oscilator PWM (najpogosteje v industrijskih razmerah) ali vezje, izdelano na mikrovezjih z nizko stopnjo integracije. Če je načrtovana izdelava majhnega števila PWM krmilnikov doma in ni izkušenj z ustvarjanjem mikrokrmilniških naprav, je bolje izdelati krmilnik na tem, kar je trenutno pri roki.

To so lahko logična vezja serije K561, integrirani časovnik, pa tudi specializirana vezja, zasnovana za. V tej vlogi ga lahko celo poskrbite za delovanje tako, da nanj sestavite nastavljiv generator, a to je morda "za ljubezen do umetnosti". Zato bosta spodaj obravnavani le dve shemi: najpogostejša na časovniku 555 in na krmilniku UC3843 UPS.

Shema glavnega oscilatorja na časovniku 555

Slika 3. Shema glavnega oscilatorja

To vezje je običajen generator pravokotnih valov, katerega frekvenco nastavlja kondenzator C1. Kondenzator se polni skozi vezje "Izhod - R2 - RP1-C1 - skupna žica". V tem primeru mora biti na izhodu prisotna visoka napetost, ki je enakovredna izhodu, ki je priključen na pozitivni pol vira napajanja.

Kondenzator se izprazni vzdolž vezja "C1 - VD2 - R2 - Izhod - skupna žica" v času, ko je na izhodu prisotna nizka napetost - izhod je povezan s skupno žico. Prav ta razlika v poteh polnjenja in praznjenja kondenzatorja za nastavitev časa zagotavlja impulze z nastavljivo širino.

Treba je opozoriti, da imajo diode, tudi iste vrste, različne parametre. Pri tem ima vlogo njihova električna kapacitivnost, ki se spreminja pod vplivom napetosti na diodah. Zato se skupaj s spremembo delovnega cikla izhodnega signala spreminja tudi njegova frekvenca.

Glavna stvar je, da ne postane manjša od kritične frekvence, ki je bila omenjena nekoliko višje. V nasprotnem primeru bodo namesto enotnega sijaja z različno svetlostjo vidni posamezni utripi.

Približno (spet so krive diode) lahko frekvenco generatorja določimo po spodnji formuli.

Frekvenca PWM generatorja na časovniku 555.

Če v formulo nadomestimo kapacitivnost kondenzatorja v faradih in upor v ohmih, bi moral biti rezultat v hertzih Hz: ne morete pobegniti od sistema SI! To predpostavlja, da je drsnik spremenljivega upora RP1 v srednjem položaju (v formuli RP1 / 2), kar ustreza izhodnemu signalu oblike meandra. Na sliki 2 je to točno tisti del, kjer je trajanje impulza 50 %, kar je enakovredno signalu z delovnim ciklom 2.

Glavni oscilator PWM na čipu UC3843

Njegova shema je prikazana na sliki 4.

Slika 4. Shema glavnega oscilatorja PWM na čipu UC3843

Čip UC3843 je krmilnik PWM za preklapljanje napajalnikov in se uporablja na primer v računalniških virih formata ATX. V tem primeru je bila tipična shema za njegovo vključitev nekoliko spremenjena v smeri poenostavitve. Za nadzor širine izhodnega impulza se na vhod vezja nanese krmilna napetost pozitivne polarnosti, nato se na izhodu dobi signal PWM impulza.

V najpreprostejšem primeru lahko krmilno napetost uporabimo s spremenljivim uporom z upornostjo 22 ... 100 KΩ. Po potrebi lahko kontrolno napetost pridobimo na primer iz analognega svetlobnega senzorja, izdelanega na fotouporu: temneje kot je zunaj okna, svetlejše je v prostoru.

Krmilna napetost vpliva na PWM izhod na način, da se ob zmanjšanju širina izhodnega impulza poveča, kar sploh ni presenetljivo. Konec koncev je prvotni namen čipa UC3843 stabilizacija napetosti napajalnika: če pade izhodna napetost in s tem regulacijska napetost, je treba sprejeti ukrepe (povečanje širine izhodnega impulza) za rahlo povečanje izhodna napetost.

Regulacija napetosti v napajalnikih se praviloma generira z uporabo zener diod. Pogosteje kot ne, to ali kaj podobnega.

Z ocenami delov, ki so prikazani na diagramu, je frekvenca generatorja približno 1 kHz in za razliko od generatorja na časovniku 555 ne "plava", ko se delovni cikel izhodnega signala spremeni - pri čemer je treba upoštevati frekvenco stikalne napajalnike.

Za uravnavanje velike moči, na primer LED traku, je treba ključno stopnjo na MOSFET tranzistorju priključiti na izhod, kot je prikazano na sliki 2.

Več bi lahko govorili o PWM krmilnikih, a za zdaj se ustavimo pri tem, v naslednjem članku pa si bomo ogledali različne načine povezovanja LED. Navsezadnje niso vse metode enako dobre, obstajajo tiste, ki se jim je treba izogibati, in preprosto je veliko napak pri povezovanju LED.