Стабилизатор на шим контроллере

Теги статьи: Добавить тег

Автор: Alika
Опубликовано 22.05.2013
Создано при помощи КотоРед.

Понадобился как-то блок питания. Но с регулируемыми параметрами – то есть чтобы подключать и аккумулятор и нагреватель и резак.

Поиск в интернете, как обычно, ничего не дал (для токов выше 20А и более).

Вот так и родилась эта схема.

Схема типовая на KA7500 (Аналог TL494).

C1= 2n
C2= 10µ
C3= 10n
C4= 10n
C5= 22n
D1= 12V

P1= 10k – Регулировка Тока
P2= 10k – Установка максимального тока (Защита)

R1= 10k
R2 = 0
R3= 0
R4= 7.5k
R5= 10k
R6= 100
R7= 1.5k
R8= 10 2W
R9= 10 2W
R10 = 10 2W
R11= 120 (2W) не менее, или увеличиваете сопротивление
R13= 0.1 выбирается исходя из тока
R14= 100
R15= 100
R18= 150
R19= 100
R20= 4k
Rn= 1k – Это нагрузка
T1= КТ816
T2= Любой подходящий по току
T3= КТ817
T4= КТ3102

Описание:
T3, T4, R18, R19, R20, C5, D1 – Простой стабилизатор на 12В.
C1, R1 – определяют частоту ШИМ (Можно выбирать исходя из условий)

R2, R3 – защитные резисторы (Можно не ставить)

P1 – Регулировка ШИМ (Тока)
P2 – Установка защиты (Максимальный ток)

R6, R14, R15 – обратная связь для защиты. R8, R9, R10 – ограничение тока управления затворами. R13 – шунт защиты.Замена деталей: схема не критична к элементам – Т1 – любой на ток 1А. Т2 – использованы 2 штуки IRF540 (28А 100В). Т3 – любой на подходящее напряжение в стабилизаторе IRF740 (100В). T4 – хоть КТ315, если залезет. R13 – в схеме установлено 4 резистора 0.2 Ом 10W в паралель. При расчете данного сопротивления иметь в виду, что напряжение при максимально допустимом токе не должно превышать 2.5 Вольт.

Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается не изменением питающего напряжения, как это делалось раньше, а подачей на электромотор импульсов тока, разной длительности. Для этих целей и служат, ставшие в последнее время очень популярными – ШИМ (широтно-импульсно модулируемые) регуляторы. Схема универсальная – она же и регулятор оборотов мотора, и яркости ламп, и силы тока в зарядном устройстве.

Схема ШИМ регулятора

Указанная схема отлично работает, печатная плата прилагается.

Без переделки схемы напряжение можно поднимать до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки.

Можно собрать ШИМ регулятор и по такой электрической схеме, с обычным биполярным транзистором:

А при необходимости, вместо составного транзистора КТ827 поставить полевой IRFZ44N, с резистором R1 – 47к. Полевик без радиатора, при нагрузке до 7 ампер, не греется.

Работа ШИМ регулятора

Таймер на микросхеме NE555 следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THR. Как только оно достигнет максимума – открывается внутренний транзистор. Который замыкает вывод DIS на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем станет равно нулю – система перекинется в противоположное состояние — на выходе 1, транзистор закрыт. Конденсатор начинает снова заряжаться и все повторяется вновь.

Заряд конденсатора С1 идет по пути: «R2->верхнее плечо R1 ->D2«, а разряд по пути: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS. Когда вращаем переменный резистор R1, у нас меняются соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что, соответственно, меняет отношение длины импульса к паузе. Частота задается в основном конденсатором С1 и еще немного зависит от величины сопротивления R1. Меняя отношение сопротивлений заряда/разряда – меняем скважность. Резистор R3 обеспечивает подтяжку выхода к высокому уровню — так так там выход с открытым коллектором. Который не способен самостоятельно выставить высокий уровень.

Рекомендации по сборке и настройке

Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно.

Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать. Чтобы не свистел – подбирайте С1, свист часто идет от него. В общем область применения очень широкая, особенно перспективным будет её использование в качестве регулятора яркости мощных светодиодных ламп, LED лент и прожекторов, но про это в следующий раз. Статья написана при поддержке ear, ur5rnp, stalker68.

Регулировать напряжение питания мощных потребителей удобно с помощью регуляторов с широтно-импульсной модуляцией. Преимущество таких регуляторов заключается в том, что выходной транзистор работает в ключевом режиме, а значить имеет два состояния – открытое или закрытое. Известно, что наибольший нагрев транзистора происходит в полуоткрытом состоянии, что приводит к необходимости устанавливать его на радиатор большой площади и спасать его от перегрева.

Предлагаю простую схему ШИМ регулятора. Питается устройство от источника постоянного напряжения 12В. При указанном экземпляре транзистора, выдерживает ток до 10А.

Рассмотрим работу устройства: На транзисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов. Частота следования импульсов около 7кГц. С коллектора транзистора VT2 импульсы поступают на ключевой транзистор VT3, который управляет нагрузкой. Скважность регулируется переменным резистором R4. При крайнем левом положении движка этого резистора, см. верхнюю диаграмму, импульсы на выходе устройства узкие, что свидетельствует о минимальной выходной мощности регулятора. При крайнем правом положении, см. нижнюю диаграмму, импульсы широкие, регулятор работает на полную мощность.


Диаграмма работы ШИМ в КТ1

С помощью данного регулятора можно управлять бытовыми лампами накаливания на 12 В, двигателем постоянного тока с изолированным корпусом. В случае применения регулятора в автомобиле, где минус соединён с корпусом, подключение следует выполнять через p-n-p транзистор, как показано на рисунке.
Детали: В генераторе могут работать практически любые низкочастотные транзисторы, например КТ315, КТ3102. Ключевой транзистор IRF3205, IRF9530. Транзистор p-n-p П210 заменим на КТ825, при этом нагрузку можно подключать на ток до 20А!


Варианты включения ШИМ регулятора

И в заключении следует сказать, что данный регулятор работает в моей машине с двигателем обогрева салона уже более двух лет.

Читайте также:  Бетон для бетонной подготовки

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *