Ρυθμιστές στροφών κινητήρα PWM - 555

Ο χρονοδιακόπτης 555 χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευές ελέγχου, για παράδειγμα, στο PWM - ρυθμιστές ταχύτητας κινητήρων συνεχούς ρεύματος.

Όλοι όσοι έχουν χρησιμοποιήσει ποτέ ένα ασύρματο κατσαβίδι πρέπει να έχουν ακούσει ένα τρικεφάλι που προέρχεται από μέσα. Αυτό υπονοείται από τις περιελίξεις του κινητήρα υπό την επίδραση της τάσης παλμού που παράγεται από το σύστημα PWM.

Ένας άλλος τρόπος για να ρυθμίσετε την ταχύτητα του κινητήρα που συνδέεται με την μπαταρία είναι απλώς ανάρμοστη, αν και είναι δυνατή. Για παράδειγμα, απλά συνδέστε έναν ισχυρό ρεοστάτη σε σειρά με τον κινητήρα ή χρησιμοποιήστε έναν ρυθμιζόμενο γραμμικό ρυθμιστή τάσης με ένα μεγάλο θερμαντήρα.

Επιλογέας PWM - ελεγκτής με βάση τον χρονοδιακόπτη 555 που φαίνεται στο σχήμα 1.

Το κύκλωμα είναι αρκετά απλό και όλα βασίζονται σε έναν πολυβιβαστή, αν και μετατρέπονται σε γεννήτρια παλμών με ρυθμιζόμενο κύκλο λειτουργίας, ο οποίος εξαρτάται από την αναλογία της ταχύτητας φόρτισης και την εκφόρτιση του πυκνωτή C1.

Ο πυκνωτής φορτίζει μέσω του κυκλώματος: + 12V, R1, D1, την αριστερή πλευρά της αντίστασης P1, C1, GND. Και ο πυκνωτής εκκενώνεται κατά μήκος του κυκλώματος: η άνω πλάκα C1, η δεξιά πλευρά της αντιστάσεως P1, η δίοδος D2, ο ακροδέκτης 7 του χρονομετρητή, η κάτω πλάκα C1. Περιστρέφοντας το ρυθμιστικό του αντιστάτη P1, μπορείτε να αλλάξετε τον λόγο των αντιστάσεων του αριστερού και του δεξιού τμήματος του και επομένως τον χρόνο φόρτισης και εκκένωσης του πυκνωτή C1 και κατά συνέπεια τον κύκλο λειτουργίας των παλμών.

Σχήμα 1. Σχέδιο του ελεγκτή PWM στον χρονοδιακόπτη 555

Το σχήμα αυτό είναι τόσο δημοφιλές που είναι ήδη διαθέσιμο ως σύνολο, το οποίο φαίνεται στα ακόλουθα σχήματα.

Σχήμα 2. Σχηματικό διάγραμμα ενός συνόλου ελεγκτή PWM.

Τα διαγράμματα χρονισμού παρουσιάζονται επίσης εδώ, αλλά, δυστυχώς, οι λεπτομέρειες των τμημάτων δεν εμφανίζονται. Μπορούν να φανούν στο Σχήμα 1, για το οποίο, στην πραγματικότητα, παρουσιάζεται εδώ. Αντ 'αυτού διπολικό τρανζίστορ TR1 χωρίς να αλλάξετε το κύκλωμα, μπορείτε να εφαρμόσετε ένα ισχυρό πεδίο, το οποίο θα αυξήσει την ισχύ φόρτωσης.

Με την ευκαιρία, ένα άλλο στοιχείο εμφανίστηκε σε αυτό το κύκλωμα - τη δίοδο D4. Σκοπός του είναι να αποτρέψει την εκφόρτιση του πυκνωτή C1 μέσω της πηγής ισχύος και του φορτίου - του κινητήρα. Αυτό εξασφαλίζει τη σταθεροποίηση της συχνότητας PWM.

Παρεμπιπτόντως, με τη βοήθεια τέτοιων συστημάτων είναι δυνατό να ελέγχεται όχι μόνο η ταχύτητα του κινητήρα συνεχούς ρεύματος, αλλά και μόνο το ενεργό φορτίο - ένας λαμπτήρας πυράκτωσης ή κάποιο είδος θερμαντικού στοιχείου.

Σχήμα 3. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του κιτ ελεγκτή PWM.

Εάν κάνετε λίγη δουλειά, είναι πολύ πιθανό να αναδημιουργήσετε ένα χρησιμοποιώντας ένα από τα προγράμματα για την κατάρτιση τυπωμένων κυκλωμάτων. Παρόλο που, δεδομένης της έλλειψης λεπτομερειών, μία περίπτωση θα είναι ευκολότερη στη συναρμολόγηση με επιφανειακή στερέωση.

Εικόνα 4. Εμφάνιση ενός συνόλου ρυθμιστή PWM.

Είναι αλήθεια ότι το ήδη καταρτισμένο εταιρικό σετ φαίνεται αρκετά όμορφο.

Εδώ, ίσως κάποιος θα θέσει μια ερώτηση: "Το φορτίο σε αυτούς τους ρυθμιστές συνδέεται μεταξύ + 12V και του συλλέκτη του τρανζίστορ εξόδου. Και τι γίνεται, για παράδειγμα, σε ένα αυτοκίνητο, επειδή όλα είναι ήδη συνδεδεμένα με τη μάζα, το σώμα και το αυτοκίνητο εκεί; "

Ναι, δεν μπορείτε να διαφωνήσετε με τη μάζα, εδώ μπορούμε μόνο να προτείνουμε να μετακινήσετε το διακόπτη του τρανζίστορ στο κενό του "θετικού" καλωδίου. Μία πιθανή παραλλαγή ενός τέτοιου σχεδίου φαίνεται στο σχήμα 5.

Σχήμα 5

Το σχήμα 6 δείχνει ένα ξεχωριστό στάδιο εξόδου. στο τρανζίστορ MOSFET. Η αποστράγγιση του τρανζίστορ συνδέεται με μια μπαταρία + 12V, το κλείστρο απλώς "κολλάει" στον αέρα (κάτι που δεν συνιστάται), το φορτίο περιλαμβάνεται στο κύκλωμα πηγής, στην περίπτωση μας ένας λαμπτήρας. Αυτή η εικόνα δείχνεται ακριβώς για να εξηγήσει πώς λειτουργεί το τρανζίστορ MOSFET.

Σχήμα 6

Προκειμένου να ανοίξει το τρανζίστορ MOSFET, αρκεί να εφαρμοστεί θετική τάση στην πύλη σε σχέση με την πηγή. Σε αυτή την περίπτωση, η λυχνία θα ανάψει εντελώς και θα ανάψει μέχρι να κλείσει το τρανζίστορ.

Σε αυτό το σχήμα, είναι πιο εύκολο να κλείσετε το τρανζίστορ, συντομεύοντας την πύλη με την πηγή.Και ένα τέτοιο χειροκίνητο κλείσιμο για τη δοκιμή του τρανζίστορ είναι αρκετά κατάλληλο, αλλά σε ένα πραγματικό κύκλωμα, όσο πιο παλμικά θα είναι απαραίτητο να προσθέσετε μερικές ακόμα λεπτομέρειες, όπως φαίνεται στο σχήμα 5.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μια πρόσθετη πηγή τάσης απαιτείται για να ανοίξει το τρανζίστορ MOSFET. Στο κύκλωμά μας, ο ρόλος του παίζεται από τον πυκνωτή C1, ο οποίος φορτίζεται μέσω του κυκλώματος + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Για να ανοίξει το τρανζίστορ VT1, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί μια θετική τάση από τον φορτισμένο πυκνωτή C2 στην πύλη του. Είναι προφανές ότι αυτό θα συμβεί μόνο όταν είναι ανοιχτό το τρανζίστορ VT2. Και αυτό είναι εφικτό μόνο εάν το τρανζίστορ του οπτικού συζεύκτη OP1 είναι κλειστό. Στη συνέχεια, η θετική τάση από τη θετική πλευρά του πυκνωτή C2 μέσω των αντιστάσεων R4 και R1 ανοίγει το τρανζίστορ VT2.

Αυτή τη στιγμή, το σήμα εισόδου PWM θα πρέπει να είναι χαμηλό και το LED optocoupler θα αποσταθεροποιηθεί (αυτή η ένδειξη των LED λέγεται συχνά αντίστροφη), επομένως, το LED optocoupler είναι σβηστό και το τρανζίστορ είναι κλειστό.

Για να κλείσετε το τρανζίστορ εξόδου, πρέπει να συνδέσετε την πύλη του στην πηγή. Στο κύκλωμά μας, αυτό θα συμβεί όταν ανοίξει το τρανζίστορ VT3, και αυτό απαιτεί να είναι ανοιχτό το τρανζίστορ εξόδου του optocoupler OP1.

Το σήμα PWM αυτή τη στιγμή είναι υψηλό, οπότε το LED δεν μετακινείται και εκπέμπει τις υπέρυθρες ακτίνες που είναι τοποθετημένες σ 'αυτόν, ο τρανζίστορ OP1 του οπτικού συζεύκτη είναι ανοιχτός, γεγονός που οδηγεί στην αποσύνδεση του φορτίου - του βολβού.

Ως μία από τις εφαρμογές ενός τέτοιου συστήματος σε ένα αυτοκίνητο, αυτά είναι φώτα ημέρας. Στην περίπτωση αυτή, οι αυτοκινητιστές ισχυρίζονται ότι χρησιμοποιούν λαμπτήρες μεγάλης ακτίνας, που περιλαμβάνονται στο πλήρες φως. Τις περισσότερες φορές, αυτά τα σχέδια για μικροελεγκτή, το Διαδίκτυο είναι γεμάτο από αυτά, αλλά είναι ευκολότερο να γίνει σε ένα χρονόμετρο NE555.

ΣΥΝΕΧΙΖΟΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ: Οδηγοί για τρανζίστορ MOSFET σε χρονοδιακόπτη 555

Μπόρις Αλαντίσκιν