PWM sxemalari. PWM boshqaruvchisi

PWM tekshirgichi qutbli dvigatelning aylanish tezligini, lampochkaning yorqinligini yoki isitish elementining quvvatini tartibga solish uchun mo'ljallangan.

Afzalliklari:
1 Ishlab chiqarish qulayligi
2 Komponentlarning mavjudligi (narxi 2 dollardan oshmaydi)
3 Keng dastur
4 Yangi boshlanuvchilar uchun yana bir bor mashq qiling va o'zingizni xursand qiling =)

Bir marta sovutgichning aylanish tezligini sozlash uchun "qurilma" kerak edi. Nima uchun aniq esimda yo'q. Boshidan boshlab men oddiy o'zgaruvchan qarshilik orqali harakat qildim, u juda qizib ketdi va men uchun qabul qilinishi mumkin emas edi. Natijada, Internetda qazib bo'lgach, men allaqachon tanish bo'lgan NE555 chipida sxemani topdim. Bu impulslarning ish aylanishi (davomiyligi) 50% ga teng yoki undan kam bo'lgan an'anaviy PWM kontrollerining sxemasi edi (keyinchalik men uning qanday ishlashining grafiklarini beraman). Sxema juda oddiy bo'lib chiqdi va sozlashni talab qilmadi, asosiysi diodlar va tranzistorni ulashda buzilmasligi kerak edi. Birinchi marta uni non taxtasida yig'ib, sinab ko'rganimda, hamma narsa yarim burilish bilan ishladi. Keyinchalik, men allaqachon kichik bosilgan elektron platani yoyib chiqdim va hamma narsa toza ko'rindi =) Xo'sh, endi sxemaning o'zini ko'rib chiqaylik!

PWM boshqaruvchi sxemasi

Undan biz bu ma'lumotlar varaqidagi sxema bo'yicha yig'ilgan ish aylanishi regulyatoriga ega oddiy generator ekanligini ko'ramiz. Biz ushbu ish aylanishini R1 rezistori bilan o'zgartiramiz, R2 rezistori qisqa tutashuvdan himoya vazifasini bajaradi, chunki mikrosxemaning 4-chi chiqishi taymerning ichki kaliti orqali erga ulangan va R1 ekstremal holatida u shunchaki yopiladi. R3 - tortishish qarshiligi. C2 - chastotani sozlash kondansatörü. IRFZ44N tranzistori N kanalli mosfetdir. D3 himoya diyot bo'lib, yuk to'xtatilganda dala qurilmasining ishdan chiqishiga yo'l qo'ymaydi. Endi impulslarning ish aylanishi haqida bir oz. Pulsning ish sikli - bu uning takrorlanish davrining (takrorlash) zarba davomiyligiga nisbati, ya'ni ma'lum vaqtdan keyin (taxminan aytganda) plyusdan minusga, to'g'rirog'i mantiqiy birlikdan minusga o'tish sodir bo'ladi. mantiqiy nol. Shunday qilib, impulslar orasidagi bu vaqt oralig'i bir xil ish aylanishidir.

R1 o'rta pozitsiyasida ish aylanishi

R1 o'ta chap holatida ish aylanishi

Haddan tashqari o'ng pozitsiyada ish aylanishi R

Quyida men qismlarning joylashuvi bo'lgan va bo'lmagan bosilgan elektron platalarni beraman

Endi tafsilotlar va ularning ko'rinishi haqida bir oz. Mikrosxemaning o'zi DIP-8 paketida, kichik o'lchamli keramik kondansatkichlarda, 0,125-0,25 vatt rezistorlarda ishlab chiqariladi. Diyotlar 1A uchun an'anaviy rektifikatorlardir (eng arzoni 1N4007, ular hamma joyda ommaviydir). Bundan tashqari, mikrosxemani rozetkaga o'rnatish mumkin, agar siz kelajakda uni boshqa loyihalarda ishlatmoqchi bo'lsangiz va uni qayta echmasangiz. Quyida tafsilotlarning rasmlari keltirilgan.

Impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) signalni o'zgartirish usuli bo'lib, unda impuls davomiyligi (ish aylanishi) o'zgaradi, chastota esa doimiy bo'lib qoladi. Ingliz terminologiyasida u PWM (pulse-width modulation) deb ataladi. Ushbu maqolada biz PWM nima ekanligini, qaerda ishlatilishini va qanday ishlashini batafsil tushunamiz.

Qo'llash sohasi

Mikrokontroller texnologiyasining rivojlanishi bilan PWM uchun yangi imkoniyatlar ochildi. Ushbu tamoyil chiqish parametrlarini sozlashni va ularni ma'lum darajada ushlab turishni talab qiladigan elektron qurilmalar uchun asos bo'ldi. Impuls kengligi modulyatsiyasi usuli yorug'likning yorqinligini, dvigatellarning aylanish tezligini o'zgartirish, shuningdek, impulsli quvvat manbalarining (PSU) quvvat tranzistorini boshqarish uchun ishlatiladi.

Impuls kengligi (PW) modulyatsiyasi LED yorqinligini boshqarish tizimlarini qurishda faol qo'llaniladi. Kam inertiya tufayli LED bir necha o'nlab kHz chastotada o'tishga (yonib-o'chib, o'chadi) vaqtga ega. Uning impulsli rejimda ishlashi inson ko'zi tomonidan doimiy porlash sifatida qabul qilinadi. O'z navbatida, yorqinlik bir davr mobaynida pulsning davomiyligiga (LEDning ochiq holati) bog'liq. Agar zarba vaqti pauza vaqtiga teng bo'lsa, ya'ni ish aylanishi 50% bo'lsa, LEDning yorqinligi nominal qiymatning yarmiga teng bo'ladi. 220V LED lampalarning ommalashishi bilan ularning barqaror bo'lmagan kirish kuchlanishi bilan ishlash ishonchliligini oshirish masalasi paydo bo'ldi. Yechim universal mikrosxema shaklida topildi - impuls-kenglik yoki impuls-chastota modulyatsiyasi printsipi bo'yicha ishlaydigan quvvat drayveri. Ushbu drayverlardan biriga asoslangan sxema batafsil tavsiflangan.

Drayv mikrosxemasining kirishiga beriladigan tarmoq kuchlanishi doimiy ravishda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishi bilan taqqoslanadi, chiqishda PWM (PFM) signalini hosil qiladi, uning parametrlari tashqi rezistorlar tomonidan o'rnatiladi. Ba'zi mikrosxemalar analog yoki raqamli boshqaruv signalini etkazib berish uchun chiqishga ega. Shunday qilib, impuls drayverining ishlashi boshqa SHI konvertori yordamida boshqarilishi mumkin. Qizig'i shundaki, LED yuqori chastotali impulslarni olmaydi, lekin bunday sxemalarning ajralmas elementi bo'lgan chok bilan tekislangan oqim.

PWM dan ommaviy foydalanish LED yoritgichli barcha LCD panellarda aks ettirilgan. Afsuski, LED monitorlarida SHI konvertorlarining aksariyati yuzlab Hertz chastotasida ishlaydi, bu esa shaxsiy kompyuter foydalanuvchilarining ko'rish qobiliyatiga salbiy ta'sir qiladi.

Arduino mikrokontrolleri PWM kontroller rejimida ham ishlashi mumkin. Buning uchun qavs ichida ko'rsatilgan 0 dan 255 gacha bo'lgan qiymatlar bilan AnalogWrite () funktsiyasini chaqiring. Nol 0V ga va 255 dan 5V ga to'g'ri keladi. Oraliq qiymatlar mutanosib ravishda hisoblanadi.

PWM printsipi asosida ishlaydigan qurilmalarning keng tarqalganligi insoniyatga chiziqli turdagi transformator quvvat manbalaridan uzoqlashishga imkon berdi. Natijada, samaradorlikning oshishi va quvvat manbalarining og'irligi va hajmining bir necha barobar kamayishi.

PWM kontrolleri zamonaviy kommutatsiya quvvat manbaining ajralmas qismi hisoblanadi. U impuls transformatorining birlamchi pallasida joylashgan quvvat tranzistorining ishlashini nazorat qiladi. Qayta aloqa davri mavjudligi tufayli PSU chiqishidagi kuchlanish har doim barqaror bo'lib qoladi. Teskari aloqa orqali chiqish kuchlanishining eng kichik og'ishi mikrosxema tomonidan o'rnatiladi, bu nazorat impulslarining ish aylanishini darhol tuzatadi. Bundan tashqari, zamonaviy PWM kontrolleri elektr ta'minotining ishonchliligini oshiradigan bir qator qo'shimcha vazifalarni hal qiladi:

konvertorni yumshoq ishga tushirish rejimini ta'minlaydi;
nazorat impulslarining amplitudasi va ish aylanishini cheklaydi;
kirish kuchlanish darajasini nazorat qiladi;
qisqa tutashuvdan va quvvat kalitining haddan tashqari haroratidan himoya qiladi;
agar kerak bo'lsa, qurilmani kutish rejimiga o'tkazadi.

PWM kontrollerning ishlash printsipi

PWM tekshirgichining vazifasi boshqaruv pulslarini o'zgartirish orqali quvvat tugmachasini boshqarishdir. Kalit rejimida ishlaganda tranzistor ikkita holatdan birida (to'liq ochiq, to'liq yopiq). Yopiq holatda p-n o'tish joyidan o'tadigan oqim bir necha mA dan oshmaydi, ya'ni tarqalish quvvati nolga intiladi. Ochiq holatda, yuqori oqimga qaramasdan, p-n birikmasining qarshiligi haddan tashqari past bo'ladi, bu ham ahamiyatsiz issiqlik yo'qotishlariga olib keladi. Eng katta issiqlik miqdori bir holatdan ikkinchisiga o'tish paytida chiqariladi. Ammo modulyatsiya chastotasi bilan solishtirganda o'tish jarayonining qisqa muddati tufayli kommutatsiya paytida quvvat yo'qotilishi ahamiyatsiz.

Impuls kengligi modulyatsiyasi ikki turga bo'linadi: analog va raqamli. Turlarning har biri o'ziga xos afzalliklarga ega va sxemalarda turli yo'llar bilan amalga oshirilishi mumkin.

Analog PWM

Analog SHI modulyatorining ishlash printsipi chastotasi bir nechta kattalik tartibida farq qiladigan ikkita signalni solishtirishga asoslangan. Taqqoslash elementi operatsion kuchaytirgich (taqqoslash). Uning kirishlaridan biriga yuqori doimiy chastotali arra tish kuchlanishi qo'llaniladi, ikkinchisiga esa o'zgaruvchan amplitudali past chastotali modulyatsiya qiluvchi kuchlanish beriladi. Taqqoslovchi ikkala qiymatni taqqoslaydi va chiqishda to'rtburchaklar impulslarni hosil qiladi, ularning davomiyligi modulyatsiya qiluvchi signalning joriy qiymati bilan belgilanadi. Bunday holda, PWM chastotasi arra tish signalining chastotasiga teng.

Raqamli PWM

Raqamli talqinda impuls kengligi modulyatsiyasi mikrokontrollerning (MC) ko'p funktsiyalaridan biridir. Faqat raqamli ma'lumotlar bilan ishlaydigan MK o'z chiqishlarida yuqori (100%) yoki past (0%) kuchlanish darajasini yaratishi mumkin. Biroq, ko'p hollarda yukni samarali nazorat qilish uchun MK chiqishidagi kuchlanishni o'zgartirish kerak. Masalan, dvigatelning aylanish tezligini sozlash, LEDning yorqinligini o'zgartirish. Mikrokontrollerning chiqishida 0 dan 100% gacha bo'lgan har qanday kuchlanish qiymatini olish uchun nima qilish kerak?

Muammo impuls kengligi modulyatsiyasi usuli yordamida va ko'rsatilgan kommutatsiya chastotasi boshqariladigan qurilmaning javobidan bir necha baravar yuqori bo'lsa, haddan tashqari namuna olish fenomeni yordamida hal qilinadi. Impulslarning ish aylanishini o'zgartirish orqali chiqish kuchlanishining o'rtacha qiymati o'zgaradi. Qoida tariqasida, butun jarayon o'nlab yuzlab kHz chastotada sodir bo'ladi, bu esa silliq sozlash imkonini beradi. Texnik jihatdan, bu har qanday raqamli boshqaruv tizimining "yuragi" bo'lgan ixtisoslashtirilgan mikrosxema - PWM kontrolleri yordamida amalga oshiriladi. PWM-ga asoslangan kontrollerlardan faol foydalanish ularning shubhasiz afzalliklari bilan bog'liq:

signalni konvertatsiya qilishning yuqori samaradorligi;
ish barqarorligi;
yuk tomonidan iste'mol qilinadigan energiyani tejash;
arzon;
butun qurilmaning yuqori ishonchliligi.

Mikrokontrollerning pinlarida PWM signalini olishning ikki yo'li mavjud: apparat va dasturiy ta'minot. Har bir MKda ma'lum pinlarda PWM impulslarini yaratishga qodir bo'lgan o'rnatilgan taymer mavjud. Uskunani amalga oshirishga shu tarzda erishiladi. Dasturiy ta'minot buyruqlari yordamida PWM signalini olish o'lchamlari bo'yicha ko'proq imkoniyatlarga ega va ko'proq pinlardan foydalanishga imkon beradi. Biroq, dasturiy ta'minot usuli MK ning yuqori yuklanishiga olib keladi va juda ko'p xotirani egallaydi.

Shunisi e'tiborga loyiqki, raqamli PWMda davrdagi impulslar soni har xil bo'lishi mumkin va impulslarning o'zi davrning istalgan qismida joylashgan bo'lishi mumkin. Chiqish signali darajasi davrdagi barcha impulslarning umumiy davomiyligi bilan belgilanadi. Shuni tushunish kerakki, har bir qo'shimcha impuls quvvat tranzistorining ochiq holatdan yopiq holatga o'tishi bo'lib, bu kommutatsiya paytida yo'qotishlarning oshishiga olib keladi.

PWM boshqaruvchisidan foydalanishga misol

Oddiy PWM kontrollerni amalga oshirish variantlaridan biri avvalroq tasvirlangan. U mikrosxema asosida qurilgan va kichik bog'ichga ega. Ammo, sxemaning soddaligiga qaramay, regulyator juda keng qo'llanilishiga ega: LEDlarning yorqinligini nazorat qilish sxemalari, LED chiziqlar, DC motorlarining aylanish tezligini sozlash.

Shuningdek o'qing

Raqamli quvvatni boshqarish uchun ajoyib yechim!

BTA100

Mavjud

Ommaviy sotib oling

Qurilma 220 V kuchlanishli o'zgaruvchan tok zanjirlarida 10000 Vt gacha yuk quvvatini sozlash uchun mo'ljallangan. Qurilma kuchli triak asosida qurilgan. BTA100 va elektr isitgichlar, yoritish moslamalari, kollektor va asenkron o'zgaruvchan tok dvigatellari va boshqalarning quvvatini boshqarish uchun mo'ljallangan. Ushbu triakdan foydalanish sovutish radiatorining hajmini kamaytirish imkonini beradi. Keng sozlash diapazoni va yuqori quvvat tufayli regulyator kundalik hayotda keng qo'llanilishini topadi.

Texnik xususiyatlari

Xususiyatlari

Butun quvvat oralig'ida silliq sozlash.
Katta sozlash quvvati
Keng ish kuchlanish diapazoni
Nolinchi kesishuv detektori
Tugmachani boshqarish
Boshqaruv platasini quvvat qismidan ajratish imkoniyati
O'rnatilgan radiator

Ish printsipi

Quvvat tekshirgichi nol o'tish fazasini boshqarish detektori bilan PWM boshqaruv printsipidan foydalanadi

Qurilma dizayni

Quvvat regulyatori alohida quvvat moduliga ega o'rnatilgan boshqaruv paneli sifatida ishlab chiqilgan.

Maqolalar

Sxemalar

Yetkazib berish tarkibi

Boshqaruv moduli - 1 dona.
Quvvat moduli - 1 dona.
Ko'rsatmalar - 1 dona.

Yig'ish uchun nima kerak

Ulanish uchun sizga kerak bo'ladi: sim, tornavida, yon kesgichlar.

Operatsiyaga tayyorgarlik

OUTPUT terminallariga akkor chiroqni ulang.
Quvvat simini IN 220V terminallariga ulang.
Vilkani 220V tarmoqqa ulang.
Boshqaruv panelidagi tugmachalarni bosib, chiroqning yorqinligi o'zgarishini tekshiring.
Tasdiqlash tugallandi. Baxtli operatsiya.

Ishlash shartlari

Harorat -30C dan +50C gacha. Nisbiy namlik 20-80% kondensatsiz.

Ehtiyot choralari

Modul va terminallar xavfli 220V kuchlanish ostida.
Xavfsizlik choralariga rioya qiling, modul 220V tarmoqqa ulanganda bosilgan elektron plataning kontaktlariga tegmang.

Savol va Javob

Hayrli kun. Men sizdan 220V / 10kVt (45A) raqamli PWM quvvat regulyatorini sotib olmoqchiman va uni 3 kVt quvvatli kommutator motorli qor tozalagich uchun yumshoq starter sifatida ishlataman. Shu munosabat bilan ushbu regulyator haqida bir nechta savollarim bor: 1. Regulyator to'g'ri ishlaydi, ya'ni sozlash silliq va silkinishlarsiz bo'ladimi? 2. Regulyatorning boshqaruv tugmalarini nechta kontakt yopadi? Savol boshqaruv moslamasini shaffof muhrlangan qutiga joylashtirish va kalitni suv o'tkazmaydigan joystik bilan ko'paytirish g'oyasi bilan bog'liq. 3. Nominal quvvat uchun sovutgich maydoni etarlimi yoki sovutish foniy kerakmi? 4. Radiator quvvatlanganmi? Uni suv o'tkazmaydigan korpusdan tashqarida qoldirish mumkinmi?Hurmat bilan, Sergey.
- 1. Jerks bo'lmasligi kerak, qayta qurish bosqichi 1% ni tashkil qiladi. Biroq, har bir holat alohida tekshirilishi kerak. 2. Har bir tugma ikkita kontaktni yopadi. 3. Texnik xususiyatlar qurilmaning eng yuqori quvvatini ko'rsatadi. Nominal quvvat 7-8 kVt.
1. Boshqaruv paneli kiritilganmi? 2. Quvvat o'chirilgandan keyin ham belgilangan foiz saqlanib qolishi uchun uni ma'lum bir foizga qo'yib, o'chirib qo'yish mumkinmi?
- 1. Boshqaruv paneli kiritilgan. 2. Boshqaruv panelini o'chira olmaysiz. 3. Quvvat o'chirilganda, sozlamalar noto'g'ri ketmaydi.
Assalomu alaykum, faza qayerga ulanganligini, nol va chiqishni ham aniqroq bilib olasizmi? Bu shunchaki quvvatni sozlashingiz kerak bo'lgan isitgich isitgichlarning bir qismidir va ular umumiy nolga ega.
- ZERO avtobusi ikkita o'rta kontaktga ulangan bo'lishi kerak.
Salom! Iltimos, ayting-chi, boshqaruv triakining korpusi elektr tarmog'idan galvanik izolyatsiyaga egami? Agar ushbu regulyator qurilmaning metall korpusiga o'rnatilgan bo'lsa, uning radiatorini korpusdan ajratish kerakmi?
- To'g'ri, qurilmaning radiatori korpusdan ajratilgan bo'lishi kerak.
Hayrli kun. Transformatorning birlamchi o'rashini qaysi regulyator boshqaradi? rahmat.
- Sharhlarga ko'ra, ular MK071M yordamida tartibga solinadi. O'zingiz sinab ko'rmadingiz.

Uy qurilishi mahsulotlari uchun barcha turdagi narsalar mavzusidagi yana bir sharh. Bu safar men raqamli tezlikni boshqaruvchi haqida gapiraman. Bu narsa o'ziga xos tarzda qiziq, lekin men ko'proq narsani xohlardim.
Qiziqqanlar uchun o'qing :)

Uyda past kuchlanishli qurilmalar, masalan, mayda maydalagich va boshqalar mavjud. Men ularning funktsional va estetik ko'rinishini biroz oshirmoqchi edim. To'g'ri, bu ish bermadi, garchi men hali ham maqsadimga erishishga umid qilsam ham, ehtimol boshqa safar, bugun sizga buning o'zi haqida aytib beraman.
Ushbu regulyatorning ishlab chiqaruvchisi - Maitech, aniqrog'i, bu nom ko'pincha uy qurilishi mahsulotlari uchun barcha turdagi ro'molcha va bloklarda uchraydi, garchi negadir men ushbu kompaniyaning veb-saytini uchratmadim.

Men xohlagan narsani qila olmaganim sababli, ko'rib chiqish odatdagidan qisqaroq bo'ladi, lekin men har doimgidek, uni qanday sotish va yuborishdan boshlayman.
Konvertda oddiy qulflangan sumka bor edi.

To'plam faqat o'zgaruvchan rezistorli va tugmachali regulyatorni o'z ichiga oladi, qattiq qadoqlash va ko'rsatmalar mavjud emas, lekin hamma narsa buzilmagan va shikastlanmagan holda keldi.

Orqa tomonda ko'rsatmalar o'rnini bosuvchi stiker mavjud. Asos sifatida, bunday qurilma uchun ko'proq narsa talab qilinmaydi.
Ishlash kuchlanish diapazoni 6-30 Volt, maksimal oqim esa 8 Amper.

Tashqi ko'rinishi juda yaxshi, quyuq "shisha", korpusning quyuq kulrang plastmassasi, yopiq holatda u umuman qora ko'rinadi. Tashqi ko'rinishi ofset, shikoyat qiladigan narsa yo'q. Old tomondan transport plyonkasi yopishtirilgan.
Qurilmani o'rnatish o'lchamlari:
Uzunligi 72 mm (minimal korpus ochilishi 75 mm), kengligi 40 mm, old paneldan tashqari chuqurligi 23 mm (old panel bilan 24 mm).
Old panel o'lchamlari:
Uzunligi 42,5, kengligi 80 mm

O'zgaruvchan rezistor tutqich bilan birga keladi, tutqich, albatta, qo'pol, lekin u foydalanish uchun qiladi.
Rezistorning qarshiligi 100KŌ, sozlash bog'liqligi chiziqli.
Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, 100KŌ qarshilik nosozlikni keltirib chiqaradi. Impulsli quvvat manbaidan quvvat olganda, barqaror ko'rsatkichlarni o'rnatish mumkin emas, o'zgaruvchan rezistorga simlarning shovqini ta'sir qiladi, buning natijasida ko'rsatkichlar +\- 2 belgiga oshadi, lekin sakrash yaxshi bo'lar edi. bunda vosita tezligi oshadi.
Rezistorning qarshiligi yuqori, oqim kichik va simlar atrofdagi barcha shovqinlarni to'playdi.
Chiziqli PSU tomonidan quvvatlanganda, bu muammo butunlay yo'q.
Rezistorga va tugmachaga simlarning uzunligi taxminan 180 mm.

Tugma, yaxshi, hech qanday maxsus narsa yo'q. Odatda ochiq kontaktlar, o'rnatish diametri 16 mm, uzunligi 24 mm, yorug'lik yo'q.
Tugma dvigatelni o'chiradi.
Bular. quvvat yoqilganda, indikator yonadi, vosita ishga tushadi, tugmani bosish uni o'chiradi, ikkinchi marta bosish uni yana yoqadi.
Dvigatel o'chirilgan bo'lsa, indikator ham yonmaydi.

Qopqoq ostida qurilma taxtasi joylashgan.
Quvvat manbai va vosita ulanishi kontaktlari terminallarga chiqariladi.
Ulagichning ijobiy kontaktlari bir-biriga ulangan, quvvat tugmasi dvigatelning salbiy simini o'zgartiradi.
O'zgaruvchan qarshilik va tugmaning ulanishi olinadigan.
Hammasi toza ko'rinadi. Kondensator simlari biroz egri, lekin men buni kechirish mumkin deb o'ylayman :)

Men spoyler ostida keyingi demontajni yashiraman.

Ko'proq

Ko'rsatkich juda katta, raqam balandligi 14 mm.
Doskaning o'lchamlari 69x37 mm.

Kengash chiroyli tarzda yig'ilgan, indikator kontaktlari yaqinida oqim izlari bor, lekin umuman taxta toza.
Kengash quyidagilarni o'z ichiga oladi: teskari polaritdan himoya qiluvchi diyot, 5 voltli stabilizator, mikrokontroller, 470 mikrofaradli 35 voltlik kondansatör, kichik radiator ostidagi quvvat elementlari.
Qo'shimcha ulagichlarni o'rnatish joylari ham ko'rinadi, ularning maqsadi aniq emas.

Men kichik blok diagrammasini chizdim, faqat nima va qanday o'zgartirilganligi va u qanday bog'langanligini taxminiy tushunish uchun. O'zgaruvchan qarshilik bir oyoq bilan 5 voltgacha, ikkinchisi esa erga ochiladi. Shuning uchun uni ishonchli tarzda pastroq nominal bilan almashtirish mumkin. Diagrammada lehimsiz ulagichga ulanishlar mavjud emas.

Qurilma STMicroelectronics tomonidan ishlab chiqarilgan mikrokontrollerdan foydalanadi.
Men bilishimcha, bu mikrokontroller juda ko'p turli xil qurilmalarda, masalan, ampermetrlarda qo'llaniladi.

Quvvat stabilizatori, maksimal kirish kuchlanishida ishlaganda, qiziydi, lekin juda ko'p emas.

Quvvat elementlaridan issiqlikning bir qismi taxtaning mis ko'pburchaklariga chiqariladi, chap tomonda siz taxtaning bir tomonidan boshqasiga ko'p sonli o'tishlarni ko'rishingiz mumkin, bu esa issiqlikni olib tashlashga yordam beradi.
Bundan tashqari, issiqlik yuqoridan quvvat elementlariga bosilgan kichik radiator yordamida chiqariladi. Isitgichning bunday joylashuvi men uchun biroz shubhali ko'rinadi, chunki issiqlik korpusning plastmassasi orqali chiqariladi va bunday radiator ko'p yordam bermaydi.
Quvvat elementlari va radiator o'rtasida hech qanday pasta yo'q, men radiatorni olib tashlashni va uni pasta bilan surtishni tavsiya qilaman, hech bo'lmaganda ozgina, lekin u yaxshilanadi.

Quvvat qismida tranzistor ishlatiladi, kanal qarshiligi 3,3 mOhm, maksimal oqim 161 Amper, lekin maksimal kuchlanish faqat 30 volt, shuning uchun men kirishni 25-27 voltda cheklashni tavsiya qilaman. Deyarli maksimal oqimlarda ishlaganda, engil isitish mavjud.
Dvigatelning o'z-o'zidan induktsiyasidan oqim kuchlanishini susaytiradigan diod ham yaqin joyda joylashgan.
Bu erda 10 amper, 45 volt qo'llaniladi. Diyot haqida hech qanday savol yo'q.

Birinchi kiritish. Shunday bo'ldiki, men sinovlarni himoya plyonkani olib tashlashdan oldin ham o'tkazdim, chunki bu fotosuratlarda u hali ham mavjud.
Ko'rsatkich kontrastli, o'rtacha yorqin, mukammal o'qiydi.

Avvaliga men kichik yuklarni sinab ko'rishga qaror qildim va birinchi umidsizlikka tushdim.
Yo'q, men ishlab chiqaruvchi va do'kon haqida hech qanday shikoyatim yo'q, men shunchaki bunday nisbatan qimmat qurilma dvigatel tezligini barqarorlashtirishga umid qilgandim.
Afsuski, bu shunchaki sozlanishi PWM, indikator 0 dan 100% gacha% to'ldirishni ko'rsatadi.
Regulyator hatto kichik motorni ham sezmadi, bu kun butunlay kulgili yuk oqimi :)

Diqqatli o'quvchilar men quvvatni regulyatorga ulagan simlarning kesimiga e'tibor berishgan bo'lishi kerak.
Ha, keyin men bu masalaga global miqyosda yondashishga qaror qildim va yanada kuchli dvigatelni uladim.
Albatta, u regulyatorga qaraganda sezilarli darajada kuchliroq, ammo bo'sh turganda uning oqimi taxminan 5 amperni tashkil qiladi, bu regulyatorni maksimalga yaqinroq rejimlarda tekshirishga imkon berdi.
Aytgancha, regulyator o'zini juda yaxshi tutdi, aytmoqchimanki, regulyator yoqilganda PWM to'ldirishni noldan belgilangan qiymatgacha silliq oshirib, silliq tezlashishni ta'minlaydi, indikator esa chastotadagi kabi emas, darhol belgilangan qiymatni ko'rsatadi. drayvlar, bu erda haqiqiy oqim ko'rsatiladi.
Regulyator muvaffaqiyatsiz bo'lmadi, biroz isindi, lekin tanqidiy emas.

Regulyator impulsli bo'lgani uchun, men o'yin-kulgi uchun osiloskop bilan aylanib, turli rejimlarda quvvat tranzistorining eshigida nima sodir bo'lishini ko'rishga qaror qildim.
PWM chastotasi taxminan 15 kHz ni tashkil qiladi va ish paytida o'zgarmaydi. Dvigatel taxminan 10% to'ldirilganda boshlanadi.

Dastlab, men regulyatorni kichik elektr asboblari uchun eski (aniq qadimiy) quvvat manbaiga qo'yishni rejalashtirdim (bu haqda boshqa vaqtlarda). Nazariy jihatdan, u old panel o'rniga bo'lishi kerak edi va tezlikni boshqarish moslamasi orqa tomonda joylashgan bo'lishi kerak edi, men tugmachani qo'yishni rejalashtirmagan edim (xayriyatki, yoqilganda, qurilma darhol yoqish rejimiga o'tadi) .
Bu chiroyli va toza bo'lishi kerak edi.

Ammo meni boshqa umidsizlik kutmoqda edi.
1. Ko'rsatkich old panel qo'shimchasiga nisbatan bir oz kichikroq bo'lsa-da, u chuqurlikka sig'magani, korpusning yarmini ulash uchun tokchalarga suyanib qolgani yomonroq edi.
va agar indikator korpusining plastmassasini kesib tashlash mumkin bo'lsa, unda bu muhim emas, chunki regulyator paneli ko'proq aralashdi.
2. Lekin birinchi savolni hal qilgan bo'lsam ham, ikkinchi muammo bor edi, men elektr ta'minoti qanday qilinganini butunlay unutib qo'ydim. Gap shundaki, regulyator minus ta'minotni buzadi va menda dvigatelni yoqish va to'xtatishga majburlash uchun teskari o'rni va bularning barchasi uchun boshqaruv sxemasi bor. Va ularning o'zgarishi bilan hamma narsa ancha qiyin bo'lib chiqdi :(

Agar regulyator tezlikni stabillashtirgan bo'lsa, men hali ham adashib qolaman va boshqaruv va teskari kontaktlarning zanglashiga olib yoki regulyatorni + quvvatni almashtirish uchun qayta bajarardim. Va shuning uchun bu mumkin va men buni qayta qilaman, lekin allaqachon ishtiyoqsiz va hozir qachonligini bilmayman.
Ehtimol, kimdir qiziqish uyg'otadi, mening PSU-ning ichki qismining fotosurati, bu taxminan 13-15 yil oldin bo'lar edi, deyarli har doim muammosiz ishlagan, bir marta men o'rni almashtirishga majbur bo'ldim.

Xulosa.
pros
Qurilma to'liq ishlaydi.
Toza ko'rinish.
Sifatli qurilish
To'plam sizga kerak bo'lgan hamma narsani o'z ichiga oladi.

Minuslar.
Quvvat manbalarini almashtirishdan noto'g'ri ishlash.
Kuchlanish chegarasisiz quvvat tranzistori
Bunday oddiy funksionallik bilan narx juda yuqori (lekin bu erda hamma narsa nisbiy).

Mening fikrim. Agar siz qurilmaning narxiga ko'zingizni yumsangiz, u o'z-o'zidan juda yaxshi va u toza ko'rinadi va yaxshi ishlaydi. Ha, juda yaxshi shovqin immuniteti muammosi bor, menimcha, uni hal qilish qiyin emas, lekin bu biroz asabiylashadi. Bunga qo'shimcha ravishda, men 25-27 voltdan yuqori kirish kuchlanishidan oshmasligini tavsiya qilaman.
Eng achinarlisi shundaki, men barcha turdagi tayyor regulyatorlar uchun juda ko'p variantlarni ko'rib chiqdim, ammo ular hech qanday joyda tezlikni barqarorlashtirish bilan yechim taklif qilmaydi. Ehtimol, kimdir men nima uchun bunday qilganimni so'raydi. Stabilizatsiyalangan silliqlash mashinasi qanday qilib qo'lga tushganini tushuntiraman, odatdagidan ko'ra ishlash ancha yoqimli.

Hammasi shu, qiziqarli bo'ldi deb umid qilaman :)

Mahsulot do'kon tomonidan sharh yozish uchun taqdim etilgan. Ko'rib chiqish Sayt qoidalarining 18-bandiga muvofiq nashr etiladi.

Men +23 sotib olishni rejalashtirmoqdaman Sevimlilarga qo'shing Ko'rib chiqish yoqdi +38 +64

Ba'zi hollarda, masalan, chiroqlar yoki uy yoritgichlarida, yorug'likning yorqinligini sozlash kerak bo'ladi. Bu osonroq ko'rinadi: LED orqali oqimni oshirish yoki kamaytirish orqali o'zgartiring. Ammo bu holda, energiyaning katta qismi cheklovchi rezistorda iste'mol qilinadi, bu batareyalar yoki akkumulyatorlardan avtonom elektr ta'minoti uchun mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas.

Bundan tashqari, LEDlarning porlashi rangi o'zgaradi: masalan, oqim nominal qiymatdan pastga tushganda oq rang (ko'pchilik LEDlar uchun 20mA) biroz yashil rangga ega bo'ladi. Ba'zi hollarda rangning bunday o'zgarishi mutlaqo foydasizdir. Tasavvur qiling-a, bu LEDlar televizor yoki kompyuter monitorining ekranini yoritadi.

Bunday hollarda murojaat qiling PWM - tartibga solish (kenglik - puls). Uning ma'nosi shundaki, u vaqti-vaqti bilan yonadi va o'chadi. Bunday holda, oqim butun chaqnash vaqti davomida nominal bo'lib qoladi, shuning uchun luminesans spektri buzilmaydi. Agar LED oq bo'lsa, yashil soyalar paydo bo'lmaydi.

Bundan tashqari, quvvatni boshqarishning ushbu usuli bilan energiya yo'qotishlari minimal, PWM nazorati bilan sxemalarning samaradorligi juda yuqori, 90 foizdan oshadi.

PWM - tartibga solish printsipi juda oddiy va 1-rasmda ko'rsatilgan. Yoritilgan va o'chirilgan holat vaqtining boshqa nisbati ko'z tomonidan qabul qilinadi: kinodagi kabi - alohida ko'rsatilgan kadrlar navbat bilan qabul qilinadi. harakatlanuvchi tasvir. Bularning barchasi proektsiya chastotasiga bog'liq bo'lib, u biroz keyinroq muhokama qilinadi.

Shakl 1. PWM printsipi - tartibga solish

Rasmda PWM boshqaruv moslamasining (yoki asosiy osilator) chiqishidagi signal diagrammalari ko'rsatilgan. Nol va bitta ko'rsatilgan: mantiqiy (yuqori daraja) LEDning porlashiga olib keladi, mantiqiy nol (past daraja), mos ravishda o'chib ketadi.

Har bir narsa aksincha bo'lishi mumkin bo'lsa-da, hamma narsa chiqish kalitining sxemasiga bog'liq bo'lganligi sababli, LEDni yoqish past darajada amalga oshirilishi mumkin va uni o'chirish, faqat yuqori. Bunday holda, jismoniy mantiqiy past kuchlanish darajasiga ega bo'ladi va mantiqiy nol yuqori bo'ladi.

Boshqacha qilib aytganda, mantiqiy bir hodisa yoki jarayonni yoqishga olib keladi (bizning holatlarimizda LED yonadi) va mantiqiy nol bu jarayonni o'chirishi kerak. Ya'ni, raqamli mikrosxemaning chiqishida har doim ham yuqori daraja MANTIQ birligi emas, barchasi ma'lum bir sxema qanday qurilganiga bog'liq. Bu shunday, ma'lumot uchun. Ammo hozircha biz kalitni yuqori darajada boshqaradi deb taxmin qilamiz va boshqacha bo'lishi mumkin emas.

Nazorat impulslarining chastotasi va kengligi

E'tibor bering, zarba davri (yoki chastotasi) o'zgarishsiz qoladi. Ammo, umuman olganda, zarba chastotasi porlashning yorqinligiga ta'sir qilmaydi, shuning uchun chastota barqarorligi uchun maxsus talablar yo'q. Faqat bu holda ijobiy impulsning davomiyligi (WIDTH) o'zgaradi, buning natijasida impuls kengligi modulyatsiyasining butun mexanizmi ishlaydi.

1-rasmdagi nazorat impulslarining davomiyligi %% da ifodalangan. Bu "vazifa davri" yoki ingliz terminologiyasida DUTY CYCLE deb ataladi. U nazorat pulsining davomiyligining impulsning takrorlanish davriga nisbati sifatida ifodalanadi.

Rus terminologiyasida u odatda qo'llaniladi "vazifa aylanishi" - takrorlash davrining impuls vaqtiga nisbati lekin. Shunday qilib, agar to'ldirish koeffitsienti 50% bo'lsa, u holda ish aylanishi 2 ga teng bo'ladi. Bu erda hech qanday asosiy farq yo'q, shuning uchun siz ushbu qiymatlarning har qandayidan foydalanishingiz mumkin, kimga qulayroq va tushunarli.

Bu erda, albatta, ish aylanishini va DUTY CYCLE ni hisoblash uchun formulalar berish mumkin, ammo taqdimotni murakkablashtirmaslik uchun biz formulalarsiz ishlaymiz. Va nihoyat, Ohm qonuni. Bu haqda hech narsa qila olmaysiz: "Siz Ohm qonunini bilmaysiz, uyda qoling!" Agar kimdir bu formulalar bilan qiziqsa, ularni har doim Internetda topish mumkin.

Dimmer uchun PWM chastotasi

Bir oz yuqoriroq aytib o'tilganidek, PWM impuls chastotasining barqarorligi uchun maxsus talablar yo'q: yaxshi, u biroz "suzadi" va bu yaxshi. PWM kontrollerlari shunga o'xshash chastotali beqarorlikka ega, aytmoqchi, juda katta, bu ko'plab dizaynlarda ulardan foydalanishga xalaqit bermaydi. Bunday holda, bu chastotaning ma'lum bir qiymatdan pastga tushmasligi muhimdir.

Va chastota qanday bo'lishi kerak va u qanchalik beqaror bo'lishi mumkin? Biz dimmerlar haqida gapirayotganimizni unutmang. Kino texnologiyasida "kritik miltillash chastotasi" atamasi mavjud. Bu ketma-ket ko'rsatilgan alohida rasmlar harakatlanuvchi rasm sifatida qabul qilinadigan chastotadir. Inson ko'zlari uchun bu chastota 48 Gts ni tashkil qiladi.

Aynan shuning uchun filmdagi kadrlar tezligi soniyasiga 24 kadr (televidenie standarti 25 kadr). Ushbu chastotani kritik darajaga oshirish uchun plyonkali proyektorlar har bir ko'rsatilgan ramkani ikki marta bir-biriga yopishtiruvchi ikki qanotli obturatordan (obturator) foydalanadilar.

Havaskor tor plyonkali 8 mm proyektorlarda proyeksiya chastotasi 16 kvadrat / sek edi, shuning uchun obturator uchta pichoqqa ega edi. Televizorda xuddi shu maqsadga tasvirning yarim kadrlarda ko'rsatilishi xizmat qiladi: tasvirning birinchi navbatda juft, keyin esa toq chiziqlari. Natijada 50 Hz miltillash chastotasi.

LEDning PWM rejimida ishlashi sozlanishi davomiylikning alohida chirog'idir. Ushbu chaqnashlar ko'z tomonidan doimiy porlash sifatida qabul qilinishi uchun ularning chastotasi hech qanday holatda kritik darajadan kam bo'lmasligi kerak. Har qanday yuqori, lekin past emas. Yaratishda bu omilni hisobga olish kerak PWM - lampalar uchun kontrollerlar.

Aytgancha, qiziq fakt: olimlar qandaydir tarzda asalarilarning ko'zi uchun kritik chastota 800 Gts ekanligini aniqladilar. Shu sababli, asalari ekranda filmni alohida tasvirlar ketma-ketligi sifatida ko'radi. Uning harakatlanuvchi tasvirni ko'rishi uchun proyeksiya chastotasini sekundiga sakkiz yuz maydonga oshirish kerak bo'ladi!

Haqiqiy LEDni boshqarish uchun ishlatiladi. So'nggi paytlarda bu maqsadda eng ko'p ishlatiladiganlar katta quvvatni almashtirishga imkon beradiganlardir (bu maqsadlar uchun an'anaviy bipolyar tranzistorlardan foydalanish shunchaki nomuvofiq hisoblanadi).

Bunday ehtiyoj (kuchli MOSFET - tranzistor) ko'p sonli LEDlar bilan, masalan, biroz keyinroq muhokama qilinadi. Agar quvvat past bo'lsa - bitta yoki ikkita LEDni ishlatganda, siz kam quvvatli kalitlardan foydalanishingiz mumkin va iloji bo'lsa, LEDlarni to'g'ridan-to'g'ri mikrosxemalarning chiqishlariga ulang.

2-rasmda PWM kontrollerning funktsional diagrammasi ko'rsatilgan. Rezistor R2 shartli ravishda diagrammada boshqaruv elementi sifatida ko'rsatilgan. Uning tugmachasini aylantirib, siz nazorat pulslarining ish aylanishini talab qilinadigan chegaralar ichida va shunga mos ravishda LEDlarning yorqinligini o'zgartirishingiz mumkin.

Shakl 2. PWM kontrollerning funktsional diagrammasi

Rasmda tugatish rezistorlari bilan ketma-ket ulangan LEDlarning uchta qatori ko'rsatilgan. Taxminan bir xil ulanish LED chiziqlarida qo'llaniladi. Lenta qanchalik uzun bo'lsa, LEDlar qancha ko'p bo'lsa, oqim iste'moli shunchalik ko'p bo'ladi.

Aynan shu hollarda kuchli bo'lganlar talab qilinadi, ularning ruxsat etilgan drenaj oqimi lenta tomonidan iste'mol qilinadigan oqimdan bir oz ko'proq bo'lishi kerak. Oxirgi talab juda oson bajariladi: masalan, IRL2505 tranzistorining drenaj oqimi taxminan 100A, drenaj kuchlanishi 55V, uning o'lchamlari va narxi turli xil dizaynlarda foydalanish uchun juda jozibali.

PWM asosiy osilatorlari

Asosiy PWM generatori sifatida mikrokontroller (ko'pincha sanoat sharoitida) yoki integratsiya darajasi past bo'lgan mikrosxemalarda yaratilgan sxemadan foydalanish mumkin. Agar uyda oz sonli PWM kontrollerlarini ishlab chiqarish rejalashtirilgan bo'lsa va mikrokontroller qurilmalarini yaratish tajribasi bo'lmasa, hozirda mavjud bo'lgan nazoratchini qilish yaxshiroqdir.

Bular K561 seriyali mantiqiy sxemalar, o'rnatilgan taymer, shuningdek, mo'ljallangan maxsus sxemalar bo'lishi mumkin. Ushbu rolda siz hatto unga sozlanishi generatorni yig'ish orqali uni ishga tushirishingiz mumkin, ammo bu, ehtimol, "san'atga muhabbat uchun". Shuning uchun quyida faqat ikkita sxema ko'rib chiqiladi: eng keng tarqalgan 555 taymerda va UC3843 UPS boshqaruvchisida.

Taymer 555-dagi asosiy osilatorning sxemasi

Shakl 3. Asosiy osilatorning sxemasi

Ushbu sxema an'anaviy kvadrat to'lqin generatori bo'lib, chastotasi C1 kondansatörü tomonidan o'rnatiladi. Kondensator "Chiqish - R2 - RP1-C1 - umumiy sim" sxemasi orqali zaryadlanadi. Bunday holda, chiqishda yuqori darajadagi kuchlanish mavjud bo'lishi kerak, bu quvvat manbaining ijobiy qutbiga ulangan chiqishga teng.

Kondensator "C1 - VD2 - R2 - Chiqish - umumiy sim" sxemasi bo'ylab, chiqishda past darajadagi kuchlanish mavjud bo'lganda - chiqish umumiy simga ulangan vaqtda chiqariladi. Vaqtni o'rnatuvchi kondansatörning zaryadlash-bo'shatish yo'llaridagi bu farq, pulslarni sozlanishi kenglik bilan ta'minlaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, diodlar, hatto bir xil turdagi, turli parametrlarga ega. Bunday holda, ularning elektr sig'imi rol o'ynaydi, bu esa diodlardagi kuchlanish ta'sirida o'zgaradi. Shuning uchun chiqish signalining ish siklining o'zgarishi bilan birga uning chastotasi ham o'zgaradi.

Asosiysi, u biroz yuqoriroq aytib o'tilgan kritik chastotadan kam bo'lmaydi. Aks holda, har xil yorqinlikdagi bir xil porlash o'rniga individual miltillashlar ko'rinadi.

Taxminan (yana diodlar aybdor), generatorning chastotasi quyida ko'rsatilgan formula bo'yicha aniqlanishi mumkin.

Taymerda PWM generatorining chastotasi 555.

Agar biz kondensatorning sig'imini faradlarda va qarshilikni ohmda formulaga almashtirsak, natija gerts Hzda bo'lishi kerak: siz SI tizimidan uzoqlasha olmaysiz! Bu RP1 o'zgaruvchan rezistorining slayderi o'rta holatda (RP1 / 2 formulasida) ekanligini nazarda tutadi, bu meander shaklining chiqish signaliga mos keladi. 2-rasmda bu pulsning davomiyligi 50% bo'lgan qismdir, bu ish aylanishi 2 ga teng bo'lgan signalga teng.

UC3843 chipidagi PWM master osilatori

Uning sxemasi 4-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 4. UC3843 chipidagi PWM master osilatorining sxemasi

UC3843 chipi quvvat manbalarini almashtirish uchun boshqaruv PWM kontrolleri bo'lib, masalan, ATX formatidagi kompyuter manbalarida qo'llaniladi. Bunday holda, uni kiritish uchun odatiy sxema biroz soddalashtirishga qarab o'zgartirildi. Chiqish impulsining kengligini nazorat qilish uchun kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga musbat polaritning nazorat kuchlanishi qo'llaniladi, keyin chiqishda PWM impuls signali olinadi.

Eng oddiy holatda, nazorat kuchlanishi 22 ... 100 KŌ qarshilikka ega o'zgaruvchan qarshilik yordamida qo'llanilishi mumkin. Agar kerak bo'lsa, nazorat kuchlanishini, masalan, fotorezistorda ishlab chiqarilgan analog yorug'lik sensoridan olish mumkin: derazadan tashqarida qorong'i bo'lsa, xonada yorug'roq bo'ladi.

Tekshirish kuchlanishi PWM chiqishiga shunday ta'sir qiladiki, u kamaytirilganda chiqish pulsining kengligi ortadi, bu ajablanarli emas. Axir, UC3843 chipining asl maqsadi elektr ta'minotining kuchlanishini barqarorlashtirishdir: agar chiqish kuchlanishi tushib qolsa va u bilan tartibga soluvchi kuchlanish bo'lsa, unda biroz oshirish uchun choralar ko'rish kerak (chiqish pulsining kengligini oshiring) chiqish kuchlanishi.

Quvvat manbalarida tartibga soluvchi kuchlanish, qoida tariqasida, zener diodlari yordamida ishlab chiqariladi. Ko'pincha, bu yoki shunga o'xshash narsa.

Diagrammada ko'rsatilgan qismlarning reytinglari bilan generator chastotasi taxminan 1 kHz ni tashkil qiladi va 555 taymeridagi generatordan farqli o'laroq, u chiqish signalining ish aylanishi o'zgarganda "suzmaydi" - chastotaga e'tibor bering. quvvat manbalarini almashtirish.

Muhim quvvatni tartibga solish uchun, masalan, LED tasmasi, 2-rasmda ko'rsatilganidek, MOSFET tranzistoridagi asosiy bosqich chiqishga ulanishi kerak.

Biz PWM kontrollerlari haqida ko'proq gapirishimiz mumkin edi, ammo hozircha u erda to'xtab qolamiz va keyingi maqolada biz LEDlarni ulashning turli usullarini ko'rib chiqamiz. Axir, barcha usullar bir xil darajada yaxshi emas, ulardan qochish kerak bo'lgan usullar mavjud va LEDlarni ulashda juda ko'p xatolar mavjud.