Regulator de tensiune AC PWM. Regulator de tensiune DC PWM bazat pe o logică simplă. Modularea lățimii impulsului în convertoare

  • 1.3.4. Asigurarea funcționării în siguranță a tranzistorilor
  • 1.4. tiristoare
  • 1.4.1. Principiul de funcționare al tiristorului
  • 1.4.2. Caracteristicile statice curent-tensiune ale tiristorului
  • 1.4.3. Caracteristicile dinamice ale tiristorului
  • 1.4.4. Tipuri de tiristoare
  • 1.4.5. Tiristoare blocabile
  • 2. Scheme electronice de gestionare a cheilor
  • 2.1. Informații generale despre schemele de control
  • 2.2. Controlați modelele de puls
  • 2.3. Drivere pentru tranzistori de putere
  • 3. Componente pasive și răcitoare ale dispozitivelor electronice de putere
  • 3.1. Componente electromagnetice
  • 3.1.1. Histerezis
  • 3.1.2. Pierderi în circuitul magnetic
  • 3.1.3. Rezistenta la flux
  • 3.1.4. Materiale magnetice moderne
  • 3.1.5. Pierderi de lichidare
  • 3.2. Condensatoare pentru electronica de putere
  • 3.2.1. Condensatoare din familia mku
  • 3.2.2. Condensatori electrolitici din aluminiu
  • 3.2.3. Condensatoare de tantal
  • 3.2.4. Condensatoare cu film
  • 3.2.5. Condensatoare ceramice
  • 3.3. Disiparea căldurii în dispozitivele electronice de putere
  • 3.3.1. Moduri termice de funcționare a comutatoarelor electronice de putere
  • 3.3.2. Răcirea comutatoarelor electronice de putere
  • 4. Principii de control al cheilor electronice de putere
  • 4.1. Informatii generale
  • 4.2. Controlul fazei
  • 4.3. Modularea pulsului
  • 4.4. Sisteme de control cu ​​microprocesor
  • 5. Convertizoare și regulatoare de tensiune
  • 5.1. Principalele tipuri de dispozitive pentru tehnologia de conversie. Principalele tipuri de dispozitive electronice de putere sunt prezentate simbolic în fig. 5.1.
  • 5.2. Redresoare trifazate
  • 5.3. Circuite polifazate echivalente
  • 5.4. Redresoare controlate
  • 5.5. Caracteristici ale funcționării unui redresor semicontrolat
  • 5.6. Procese de comutare în redresoare
  • 6. Convertizoare în comutație și regulatoare de tensiune
  • 6.1. Regulator de tensiune de comutare
  • 6.1.1. Regulator de comutare cu PWM
  • 6.1.2. Regulator cheie puls
  • 6.2. Regulatoare de comutare pe bază de șoke
  • 6.2.2. Convertor de creștere a tensiunii
  • 6.2.3. convertor invertor
  • 6.3. Alte tipuri de convertoare
  • 7. Convertizoare de frecvență
  • 7.1. Informatii generale
  • 7.2. Invertoare de tensiune
  • 7.2.1. Invertoare autonome monofazate
  • 7.2.2. Invertoare de tensiune monofazate cu semipunte
  • 7.3. Invertoare autonome trifazate
  • 8. Modularea lățimii impulsului în convertoare
  • 8.1. Informatii generale
  • 8.2. Metode tradiționale PWM în invertoarele autonome
  • 8.2.1. Invertoare de tensiune
  • 8.2.2. Invertor de tensiune trifazat
  • 8.3. Invertoare de curent
  • 8.4. Modulația vectorială spațială
  • 8.5. Modulație în convertoare AC și DC
  • 8.5.1. Inversa
  • 8.5.2. îndreptarea
  • 9. Invertoare comutate în rețea
  • 10. Convertizoare de frecvență
  • 10.1. Convertor cuplat direct
  • 10.2. Convertoare intermediare
  • 10.3.1. Circuit cu două transformatoare
  • 10.3.3. Diagrama convertoarelor în cascadă
  • 11. Traductoare de rezonanță
  • 11.2. Convertoare de circuit rezonant
  • 11.2.1. Convertoare cu conexiune serială a circuitului rezonant și a elementelor de sarcină
  • 11.2.2. Convertoare cu conexiune de sarcină paralelă
  • 11.3. Invertoare rezonante în serie paralelă
  • 11.4. Convertoare clasa e
  • 11.5. Invertoare comutate cu tensiune zero
  • 12. Standarde pentru indicatorii de calitate a energiei electrice
  • 12.1. Informatii generale
  • 12.2. Factorul de putere și eficiența redresoarelor
  • 12.3. Îmbunătățirea factorului de putere al redresoarelor controlate
  • 12.4. corector de factor de putere
  • 13. Regulatoare de tensiune AC
  • 13.1. Regulatoare de tensiune AC pe tiristoare
  • 13.2. Regulatoare de tensiune AC cu tranzistori
  • Întrebări pentru autocontrol
  • 14. Noi metode de control al lămpilor fluorescente
  • Întrebări pentru autocontrol
  • Concluzie
  • Lista bibliografică
  • 620144, Ekaterinburg, Kuibyshev, 30
  • 8. Modularea lățimii impulsului în convertoare

    8.1. Informatii generale

    Principiile controlului și modulării impulsurilor sunt discutate în Cap. 4 despre exemplul celui mai simplu circuit regulator de curent continuu. În același timp, sunt date definiții pentru principalele tipuri de modulație a impulsurilor utilizate în teoria sistemelor de impulsuri liniare, care corespund practicii de control al convertoarelor DC cu impulsuri.

    Cu toate acestea, modularea lățimii de impuls a tensiunilor sau a curenților în convertoarele AC are o definiție ușor diferită în electronica de putere, ținând cont de caracteristicile PWM atunci când se rezolvă problemele de conversie a electricității în curent alternativ. După cum este definit de IEC 551-16-30, modularea lățimii impulsului se referă la controlul impulsului în care lățimea sau frecvența impulsului, sau ambele, sunt modulate într-o perioadă de frecvență fundamentală pentru a crea o formă de undă specifică a tensiunii de ieșire. În cele mai multe cazuri, PWM este efectuată pentru a asigura o tensiune sau curent sinusoidală, adică pentru a reduce nivelul armonicilor superioare în raport cu armonica fundamentală (prima) și se numește sinusoidal. Există următoarele metode principale de asigurare a sinusoidității: PWM analogic și modificările acestuia; suprimarea selectivă (selectivă) a armonicilor superioare; histerezis sau modulație delta;

    modulație vectorială spațială.

    Varianta clasică de organizare a unui PWM analogic sinusoidal constă în modificarea lățimii impulsurilor care formează tensiunea de ieșire (curent) prin compararea unui semnal de tensiune de o formă dată, numit referință sau referință, cu un semnal de tensiune triunghiular care are o tensiune mai mare. frecvență și se numește semnal purtător. Semnalul de referință este modulant și determină forma necesară a tensiunii de ieșire (curent). Există multe modificări ale acestei metode, în care semnalele de modulare sunt reprezentate de funcții speciale, altele decât o sinusoidă. Notele cursului vor acoperi câteva circuite de bază care explică aceste metode PWM.

    Metoda de suprimare selectivă a armonicilor superioare este implementată în prezent cu succes prin intermediul controlerelor cu microprocesor bazate pe software. Modulația histerezis se bazează pe principiile releului „urmărind” un semnal de referință, de exemplu, o formă de undă sinusoidală. În cea mai simplă implementare tehnică, această metodă combină principiile PWM și PFM (modularea frecvenței pulsului). Cu toate acestea, prin intermediul unor măsuri speciale de circuite, este posibil să se stabilizeze frecvența de modulație sau să se limiteze intervalul modificării acesteia.

    Metoda de modulare a vectorului spațial se bazează pe conversia unui sistem de tensiune trifazat într-un sistem bifazat și obținerea unui vector spațial generalizat. Valoarea acestui vector este calculată la momente determinate de frecvențele fundamentale și modulante. Este considerat foarte promițător pentru controlul invertoarelor trifazate, în special atunci când sunt utilizate într-o unitate electrică. În același timp, este în multe privințe similar cu PWM tradițional sinusoid.

    Sistemele de control bazate pe PWM fac posibilă nu numai o formă sinusoidală a valorilor medii ale armonicii fundamentale de tensiune sau curent, ci și controlul valorilor amplitudinii, frecvenței și fazei acesteia. Deoarece în aceste cazuri convertorul folosește comutatoare complet controlate, devine posibilă implementarea funcționării convertoarelor AC (DC) împreună cu rețeaua AC în toate cele patru cadrane în ambele moduri de redresare și inversare cu orice valoare dată a factorului de putere fundamental cosφ în variază de la -1 la 1. În plus, odată cu creșterea frecvenței purtătoare, se extind posibilitățile de reproducere a invertoarelor de curent și tensiune de o formă dată la ieșire. Acest lucru vă permite să creați filtre active pentru a suprima armonicile superioare.

    Vom lua în considerare principalele definiții utilizate în prezentarea ulterioară folosind exemplul de aplicare a primei metode într-un circuit monofazat în semipunte al unui invertor de tensiune (Fig. 8.1, A). În această schemă condiționată, cheile S1 și S2 sunt reprezentate de elemente de comutare complet controlate, completate de diode conectate în serie și în paralel cu acestea. Diodele seriale reflectă conducția unidirecțională a cheilor (de exemplu, tranzistoarele sau tiristoarele), în timp ce diodele paralele asigură conducerea curenților inversi cu o sarcină activ-inductivă.

    Diagrame de referință, modulante u M (θ) și purtător u Semnalele H (θ) sunt prezentate în fig. 8.1, b. Generarea impulsului de control al tastelor S 1 și S 2 se realizează după următorul principiu. La u M (θ) > u Tasta H(θ). S 1 este pornit, a S 2 inchis. La u M(θ)< u H (θ) stările tastelor sunt inversate: S 2 - activat, a S 1 - oprit. Astfel, la ieșirea invertorului se formează o tensiune sub formă de două impulsuri polare. În circuitele reale, pentru a exclude conducerea simultană a tastelor S 1 și S 2, ar trebui prevăzută o anumită întârziere între momentele de generare a semnalelor pentru a porni aceste taste. Evident, lățimea impulsului depinde de raportul amplitudinilor semnalului u M (θ) și u H(θ). Parametrul care caracterizează acest raport se numește indice de modulație a amplitudinii și este determinat de formula (8.1):

    , (8.1.)

    Unde U M m și U H m - valorile maxime ale semnalului modulator u M (θ) și semnal purtător u H(θ), respectiv.

    Orez. 8.1. Invertor de tensiune monofazat semi-punte: A- schema; b– diagrame de tensiune pentru modularea impulsurilor

    Frecvența purtătoare u H (θ) este egal cu frecvența de comutare f tastele H S 1 și S 2 și, de obicei, depășește semnificativ frecvența semnalului de modulare f M. Raportul de frecvență f Mână f M este un indicator important al eficienței procesului de modulare și se numește indice de modulație a frecvenței, care este determinat de formula (8.2):

    Pentru valori mici M f semnale u M (θ) și u H (θ) trebuie sincronizat pentru a evita subarmonicile nedorite. B ca valoare maximă Ale mele, care determină necesitatea sincronizării, este setat M f = 21. Evident, cu semnale sincronizate și coeficient M f este o constantă.

    Din diagrama din fig. 8.1 se poate observa că amplitudinea primei armonice a tensiunii de ieșire U am 1, ținând cont de (8.1), poate fi reprezentat în următoarea formă (8.3):

    (8.3)

    Conform (8.3) pentru M a = 1 amplitudinea primei armonice a tensiunii de ieșire este egală cu înălțimea dreptunghiului cu semiundă U d/2. Dependența caracteristică a valorii relative a primei armonice a tensiunii de ieșire de valoarea lui M a este prezentată în fig. 8.2, care arată că modificarea M a de la 0 la 1 este liniară și depinde de amplitudine U sunt 1. Valoarea limită M a este determinată de principiul tipului de modulație luat în considerare, conform căruia valoarea maximă U am 1 este limitat de înălțimea unei semi-unde dreptunghiulare egală cu U d/2. Cu o nouă creștere a coeficientului M o modulație duce la o creștere neliniară a amplitudinii U am 1 la valoarea maximă determinată de formarea unei tensiuni cu undă pătrată la ieșirea invertorului, care ulterior rămâne neschimbată.

    Expansiunea unei funcții dreptunghiulare într-o serie Fourier dă valoarea maximă (8.4):

    (8.4)

    Această valoare este limitată de valoarea indexului M a, variind în intervalul de la 0 la aproximativ 3. Este evident că funcția pe intervalul a-b a valorilor de la 1 la 3.2 este neliniară (Fig. 8.2). Modul de operare din această secțiune se numește supramodulație.

    Sens M f determinată de alegerea frecvenței semnalului purtător u H (θ) și afectează în mod semnificativ caracteristicile tehnice ale convertorului. Odată cu creșterea frecvenței, pierderile de comutare în comutatoarele de putere ale convertoarelor cresc, dar, în același timp, compoziția spectrală a tensiunii de ieșire se îmbunătățește și soluția problemei de filtrare a armonicilor superioare datorită procesului de modulație este simplificată. Un factor important în alegerea valorii f H în multe cazuri este necesitatea asigurării valorii sale în domeniul de frecvență audio mai mare de 20 kHz. La alegere f H ar trebui să ia în considerare, de asemenea, nivelul tensiunilor de funcționare ale convertorului, puterea acestuia și alți parametri.

    Orez. 8.2. Dependența valorii relative a amplitudinii armonicii fundamentale a tensiunii de ieșire de indicele de modulație a amplitudinii pentru un circuit monofazat semi-punte

    Tendința generală aici este o creștere a valorilor lui M f convertoare de joasă tensiune și de joasă tensiune și invers. Alegerea poetului M f este o problemă de optimizare multiobiectivă.

    Modularea pulsului cu proces stocastic. Utilizarea PWM în convertoare este asociată cu apariția armonicilor superioare în tensiuni și curenți modulați. Mai mult, în compoziția spectrală a acestor parametri, cele mai semnificative armonici apar la frecvențe care sunt multipli ai indicelui de modulație a frecvenței. M fşi armonici grupate în jurul lor la frecvenţe laterale cu amplitudini descrescătoare. Armonicile mai înalte pot da naștere la următoarele probleme principale:

      apariția zgomotului acustic;

      deteriorarea compatibilităţii electromagnetice (EMC) cu alte dispozitive sau sisteme electrice.

    Principalele surse de zgomot acustic sunt componentele electromagnetice (choke și transformatoare), care sunt afectate de curent și tensiune care conțin armonici mai mari cu frecvențe din domeniul audio. Trebuie remarcat faptul că zgomotul poate apărea la anumite frecvențe, unde armonicile superioare sunt la maxim. Factorii care cauzează zgomot, cum ar fi fenomenul de magnetostricție, complică rezolvarea problemei EMC. Problemele EMC pot apărea pe o gamă largă de frecvențe, în funcție de severitatea nivelului de interferență electromagnetică a dispozitivelor electrice. În mod tradițional, soluțiile de design și tehnologice au fost folosite pentru a reduce nivelurile de zgomot, iar filtrele pasive au fost folosite pentru a asigura EMC.

    Metodele asociate cu schimbarea naturii compoziției spectrale a tensiunilor și curenților modulați sunt considerate o direcție promițătoare pentru rezolvarea acestor probleme. Esența acestor metode este de a egaliza spectrul de frecvență și de a reduce amplitudinea armonicilor pronunțate datorită distribuției lor stocastice pe o gamă largă de frecvențe. Această tehnică este uneori numită „pătărea” spectrului de frecvență. Concentrația energiei de interferență scade la frecvențele în care armonicile pot fi maxime. Implementarea acestor metode nu este legată de impactul asupra componentelor părții de putere a convertoarelor și, în majoritatea cazurilor, este limitată de instrumente software cu o ușoară modificare a sistemului de control.

    Să luăm în considerare pe scurt principiile implementării acestor metode. PWM se bazează pe modificarea ciclului de lucru γ= tși / T n, Unde t u - durata pulsului; T n- perioada de formare a acestuia. De obicei aceste valori, precum și poziția pulsului pe intervalul perioadei T n sunt constante în starea de echilibru. Rezultatele PWM sunt definite ca valori medii integrale. În acest caz, valorile deterministe ale lui t și inclusiv poziția pulsului provoacă o compoziție spectrală nefavorabilă a parametrilor modulați. Dacă acestor mărimi li se acordă un caracter aleator, menținând în același timp valoarea dată a lui γ, atunci procesele devin stocastice și compoziția spectrală a parametrilor modulați se modifică. De exemplu, un astfel de caracter aleatoriu poate fi dat poziției impulsului t iar pe intervalul de perioadă T n sau se oferă o modificare stocastică a acestuia din urmă. În acest scop, poate fi utilizat un generator de numere aleatorii, care acționează asupra generatorului de frecvență de modulație principal f

    Trebuia să fac un regulator de viteză pentru elice. Pentru a elimina fumul de la fierul de lipit și a aerisește fața feței. Ei bine, pentru distracție, pune totul la preț minim. Cea mai ușoară modalitate este de a regla un motor de curent continuu de putere mică, desigur, cu un rezistor variabil, dar pentru a găsi o tăietură pentru o denumire atât de mică și chiar și puterea necesară, trebuie să încercați din greu și, evident, va costa mai mult de zece ruble. Prin urmare, alegerea noastră este PWM + MOSFET.

    Am luat cheia IRF630. De ce acesta MOSFET? Da, tocmai am primit vreo zece dintre ele de undeva. Așa că îl folosesc, astfel încât să poți pune ceva mai puțin general și cu putere redusă. pentru că este puțin probabil ca curentul de aici să fie mai mare de un amper și IRF630 capabil să se tragă prin sine sub 9A. Dar va fi posibil să faci o întreagă cascadă de ventilatoare conectându-le la o singură răsucire - suficientă putere :)

    Acum este timpul să ne gândim la ce vom face PWM. Gândul se sugerează imediat - un microcontroler. Ia niște Tiny12 și fă-o pe el. Am respins acest gând instantaneu.

    1. A cheltui o parte atât de valoroasă și scumpă pe un fel de ventilator este dezgustător pentru mine. Voi găsi o sarcină mai interesantă pentru microcontroler
    2. Un alt software pentru asta de scris, dublu zapadlo.
    3. Tensiunea de alimentare este de 12 volți acolo, scăderea acesteia pentru a alimenta MK la 5 volți este, în general, deja leneș.
    4. IRF630 nu se va deschide de la 5 volți, așa că aici ar trebui să instalați și un tranzistor astfel încât să furnizeze un potențial ridicat la poarta lucrătorului de câmp. Nafig nafig.
    Circuitul analogic rămâne. Și asta, de asemenea, este bine. Nu necesită ajustare, nu facem un dispozitiv de înaltă precizie. Detaliile sunt, de asemenea, minime. Trebuie doar să-ți dai seama ce să faci.

    Amplificatoarele operaționale pot fi aruncate imediat. Faptul este că, pentru un amplificator operațional de uz general, după 8-10 kHz, de regulă, limita tensiunii de iesireîncepe să se prăbușească brusc și trebuie să smucim muncitorul de câmp. Da, chiar și la o frecvență supersonică, ca să nu scârțâie.


    Amplificatoarele operaționale lipsite de un astfel de dezavantaj costă atât de mult încât puteți cumpăra o duzină dintre cele mai tari microcontrolere cu acești bani. În foc!

    Comparatoarele rămân, nu au capacitatea opamp-ului de a schimba fără probleme tensiunea de ieșire, pot compara doar două tensiuni și pot închide tranzistorul de ieșire pe baza rezultatelor comparației, dar o fac rapid și fără a bloca caracteristica. Am scotocit prin butoaie și nu am găsit niciun comparator. Ambuscadă! Mai precis a fost LM339, dar a fost într-un caz mare, iar religia nu îmi permite să lipim un microcircuit pentru mai mult de 8 picioare pentru o sarcină atât de simplă. Era, de asemenea, prea mult de târât în ​​depozit. Ce să fac?

    Și apoi mi-am amintit un lucru atât de minunat ca temporizator analog - NE555. Este un fel de generator, unde puteți seta frecvența, precum și durata pulsului și pauzei, cu o combinație de rezistențe și un condensator. Câte prostii s-au făcut cu acest cronometru, de-a lungul istoriei sale de peste treizeci de ani... Până acum, acest microcircuit, în ciuda vechimii sale venerabile, este ștampilat în milioane de exemplare și este disponibil în aproape fiecare magazin la prețul de câteva ruble. La noi, de exemplu, costă aproximativ 5 ruble. A scotocit prin fundul butoiului și a găsit câteva bucăți. O! Chiar acum și agitați.


    Cum functioneaza
    Dacă nu vă aprofundați în structura cronometrului 555, atunci nu este dificil. În linii mari, temporizatorul monitorizează tensiunea condensatorului C1, care se îndepărtează de la ieșire THR(PRAG - prag). De îndată ce atinge maximul (conderul este încărcat), tranzistorul intern se deschide. care închide ieşirea DIS(DESCARCARE - descarcare) la sol. În același timp, la ieșire OUT apare un zero logic. Condensatorul începe să se descarce după DIS iar când tensiunea devine egală cu zero (descărcare completă), sistemul va comuta în starea opusă - la ieșirea 1, tranzistorul este închis. Condensatorul începe să se încarce din nou și totul se repetă din nou.
    Sarcina condensatorului C1 urmează calea: " R4->brat superior R1 ->D2", și descărcarea pe parcurs: D1 -> braț inferior R1 -> DIS. Când întoarcem rezistorul variabil R1, atunci schimbăm raportul rezistențelor brațelor superioare și inferioare. Ceea ce, în consecință, schimbă raportul dintre lungimea pulsului și pauză.
    Frecvența este stabilită în principal de condensatorul C1 și depinde puțin și de valoarea rezistenței R1.
    Rezistorul R3 oferă o ieșire pull-up la un nivel înalt - deci există o ieșire de colector deschis. Care nu este capabil să stabilească un nivel înalt de unul singur.

    Diodele pot fi instalate complet, condere de aproximativ aceeași valoare, abaterile într-un ordin de mărime nu afectează în mod deosebit calitatea muncii. La 4,7 nanofarad setati in C1, de exemplu, frecventa scade la 18 kHz, dar este aproape inaudibila, se pare ca auzul meu nu mai este perfect :(

    Am săpat în coșuri, care calculează în sine parametrii de funcționare ai cronometrului NE555 și am asamblat circuitul de acolo, pentru un mod astable cu un ciclu de funcționare mai mic de 50%, dar în loc de R1 și R2 am înșurubat un rezistor variabil, care a schimbat ciclul de lucru al semnalului de ieșire. Este necesar doar să acordați atenție faptului că ieșirea DIS (DESCARCARE) prin cheia internă a temporizatorului conectat la pământ, așa că era imposibil să-l plantezi direct la potențiometru, deoarece când regulatorul este rotit în poziția extremă, această ieșire va sta pe Vcc. Și când tranzistorul se deschide, va exista un scurtcircuit natural și un cronometru cu o pufă frumoasă va emite fum magic, pe care, după cum știți, funcționează toată electronica. Imediat ce fumul iese din microcircuit, acesta nu mai funcționează. Asa este. Prin urmare, luăm și adăugăm un alt rezistor pe kilo-ohm. Nu va face vremea în regulament, dar o va proteja de epuizare.

    Făcut repede şi foarte bine. A gravat placa, a lipit componentele:

    Totul este simplu mai jos.
    Aici atasez un sigiliu, in dragul meu Sprint Layout -

    Și aceasta este tensiunea motorului. Puteți vedea un mic proces de tranziție. Este necesar să puneți conderul în paralel pe podeaua microfaradului și să-l neteziți.

    După cum puteți vedea, frecvența plutește - este de înțeles, deoarece frecvența noastră de funcționare depinde de rezistențe și condensator și, deoarece acestea se schimbă, frecvența plutește, dar nu contează. În toată gama de reglare, nu se încadrează niciodată în domeniul audibil. Și întreaga construcție a costat 35 de ruble, fără a număra corpul. Deci - Profit!

    O soluție simplă pentru sarcina ta!

    Sunt disponibile

    Cumpărați în vrac

    Modulul este construit pe baza unui comutator puternic IRF2204 cu un curent de lucru de până la 210A și este conceput pentru a regla luminozitatea lămpilor cu incandescență, benzile LED și viteza motoarelor electrice cu o tensiune de 6-30V.

    Va fi util pentru reglarea luminozității luminilor de zi și va fi indispensabil pentru reglarea vitezei aragazului, precum și un regulator de viteză pentru o barcă gonflabilă cu motor electric.

    Reglarea frecvenței controlului PWM va elimina complet zgomotul înfășurărilor motorului, iar protecția încorporată va limita excesul de curent de funcționare.

    Specificații

    Particularități

    • Dimensiune compactă
    • Gamă largă de ajustare lină a frecvenței PWM - 300-10000Hz.
    • Gamă largă de tensiune de funcționare 6-30V
    • Capacitatea de a limita curentul de funcționare.
    • Protectie inversa polaritatii.
    • Construit în jurul puternicei chei de câmp IRF2204
    • Este oferită posibilitatea de a întări cheia de pornire.

    Informații suplimentare

    La un curent mai mare de 5A, trebuie instalat un radiator. La un curent maxim de 80A, suprafața radiatorului trebuie să fie de cel puțin 600 cm2.

    Articole

    Conținutul livrării

    • Modul - 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 de 12 V la terminalul OUT.
    • Aplicați alimentare de 12 V la terminalul IN
    • Rotiți rezistența variabilă. La întoarcere, luminozitatea lămpii ar trebui să se schimbe.
    • Verificare finalizată. Operație fericită.

    Conditii de operare

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

    Masuri de precautie

    • Nu depășiți tensiunea maximă admisă de alimentare a modulului.
    • Nu depășiți capacitatea maximă de încărcare.
    • Nerespectarea acestor cerințe poate duce la defecțiunea dispozitivului.

    Intrebari si raspunsuri

    • Buna ziua. Întrebare despre MP4511 Regulator de putere PWM 6-35V 80A Sarcina este de a asambla un scuter electric și o mașină electrică pentru un copil. Pentru a face acest lucru, există un motor de 90 W 24 V 7 A pentru scuter și un motor de 110 W de la aragaz Gaz 15 A 12 V și o baterie. Va rog sa confirmati daca am inteles bine. acest dispozitiv va fi suficient pentru a controla viteza?! deoarece pe site-urile de bricolaj, toată lumea comandă controlori chinezi, iar cu utilizarea acestui dispozitiv, nimeni nu colectează ceva. Sau va trebui să fie inclus altceva în circuit. Va rog sa comunicati si costul livrarii la Orenburg, primire prin posta ?! sau o firma de transport catre destinatar?! Mulțumesc.
      • Salut Victor! MP4511 este o alegere bună, acest modul va funcționa cu motorul dumneavoastră fără dispozitive suplimentare. In ceea ce priveste livrarea: lucram cu serviciul SPSR, costul livrarii in orasul dumneavoastra se calculeaza dupa plasarea comenzii.
    • se poate comanda 12(24)-60V 80A???
      • Vladimir, din păcate, nu avem de vânzare un modul cu astfel de parametri.
    • Buna ziua. Pentru a regla fără probleme viteza unei mașini electrice pentru copii, vreau să folosesc acest dispozitiv, spuneți-mi dacă este posibil să folosiți o pedală electronică de la anterioară cu el (în loc de un rezistor de reglare). Există o alternativă mai mică la această pedală?
      • Salut! Nu știu pe ce principiu funcționează pedala electronică Priora. Dacă există un rezistor variabil cu o rezistență de 100 ... 500 kOhm, atunci va funcționa.
    • Buna ziua. Am cumpărat modulul mp4511 80a. a stat jumătate de an fără muncă, iar astăzi era nevoie. Este necesar să scădeți tensiunea de la bateria șurubelniței de la 22 la 18 volți. Conectez bateria si la intrarea regulatorului vad o tensiune de 6,7 volti. sarcina este oprită. Conectez o lampă de sarcină de 12 volți 5 wați pentru testare, tensiunea de ieșire nu este mai mare de 2,3 volți. Nu există nicio schemă. Unde să sapi. Poti sa trimiti diagrama. Cu respect, Alexey.
      • Verificați dacă sunt instalați jumperi. Și calitatea lipirii tuturor componentelor.
    • Buna ziua. Vreau să folosesc acest modul în mașină. Pentru a utiliza acest controler PWM după înlocuirea becurilor cu LED-uri (conectați la vechiul rezistor 6 ... 12V). Trebuie să schimb suplimentar schema de bază sau să o las așa cum este?
      • Modulul nu este potrivit pentru sarcina dvs. Deoarece reglarea se face de-a lungul circuitului -12V
    • Este posibilă conectarea electrică motor exterior ECO MOTOR PRO NISSAMARAN 36, dacă da, cum se face. Am nevoie de un șunt, de unde să-l iau și cum să elimin fluierul motorului, dacă este cazul. Trebuie să pun o diodă de putere în paralel cu motorul și care este mai bună. Cifrele de afaceri sunt reglementate de la 0?
      • Poate sa. Nu este nevoie să instalați un SHUNTA. Instalați un jumper în locul său. Setați frecvența PWM a generatorului la Hi. Dacă fluierul de înfășurare rezidual este o problemă, încercați să creșteți frecvența PWM a oscilatorului la 20 kHz. Pentru a face acest lucru, modificați valoarea rezistorului R1 la 510 ohmi, R5 la 10 kOhm, R8 la 4,7 kOhm. Pentru a facilita funcționarea comutatorului de alimentare, vă recomandăm să instalați unul suplimentar în paralel, un loc este prevăzut pe placă și este desemnat ca VT2. Cheile de pornire trebuie instalate pe un calorifer cu o suprafață de cel puțin 1000 cm2..jpg
    • Am primit un regulator de putere, va rog sa-mi spuneti cum sa fac un calorifer daca sunt doua elemente prin care ar trebui eliminata caldura pe placa, si nu unul, ca in poza, si intre ele este TENSIUNE! T, nu le pot conecta la un radiator, pentru că este scurt și două radiatoare pentru fiecare nu vor funcționa, deoarece distanța dintre ele este de 1 mm !!!
      • Elementele trebuie instalate pe radiator printr-o placă conductoare termic. În unele cazuri, elementul VD2, care are două ieșiri, nu necesită instalare pe un radiator. Verificați dacă nu se încălzește, doar îndoiți-l departe de calorifer.
    • Ce fel de radiator este necesar? Curent maxim 5A.
      • Sl-01H va fi optim https://site/shop/1920368
    • Există o cutie pentru el?
      • Nu există un caz special pentru dispozitiv. O carcasă universală poate fi găsită aici https://website/shop/cases
    • Salut! Am vrut sa cumpar PWM 4511 pret 1030 livrare 850r. de ce atât de scump? Orașul Nalchik, Republica Kabardino-Balkariană. Nu puteți trimite e-mail?
      • Buna ziua. Pentru a trimite prin Russian Post Completați toate câmpurile din coș și alegeți plata online.Doar comenzile plătite sunt livrate prin Russian Post. Ramburs la livrare nu este disponibil!
    • Moment bun al zilei. Spune-mi că acest regulator poate fi folosit pentru a regla incandescența nichrome conectându-l la ieșirile sursei de alimentare a PC-ului. A cumpărat accidental un regulator de frecvență, nu reduce tensiunea)
      • Poate sa
    • Bună, o întrebare despre mp4511. Obisnuiesc sa reglez firul nicrom. Alimentat de sursa computerului. Conectez minus, + 12v de la ieșire minus la nichrome și celălalt capăt al firului la 5 V al sursei de alimentare. Totul funcționează, dar înfășurările transformatorului PSU scârțâie. Cum poate fi eliminat asta? Doar de la 5 în shim nu funcționează. Vino asa. Poti schimba jumperii cumva?
      • Acest lucru nu este întotdeauna posibil, deoarece depinde direct de caracteristicile bobinelor transformatorului și ale motorului electric. Cu toate acestea, zgomotul înfășurării poate fi eliminat sau redus utilizând controlul frecvenței generatorului PWM de pe modul.
    • Salut! Cum să faci ca ventilatorul să nu fluieră atunci când viteza este redusă?
      • Acest lucru nu este întotdeauna posibil, deoarece depinde direct de caracteristicile transformatorului și înfășurărilor motorului. Cu toate acestea, puteți încerca să modificați valoarea rezistorului R1 la 510 ohmi, R5 la 10 kOhm, R8 la 4,7 kOhm.
    • Va rezista acest regulator la 500 de wați și 37 de volți
      • 500W va rezista, dar tensiunea de 37V va fi la limita posibilă a microcircuitului stabilizator liniar. Ce cip va întâlni. Dacă parametrul este subestimat, se poate arde.
    • Buna ziua! Spune-mi, este posibil să controlezi acest dispozitiv prin ieșirea analogică „Arduino nano” 0 - + 5V, printr-un tranzistor, să schimbi polaritatea și prin conectarea în loc de potențiometru?
      • Teoretic, poate ar trebui să încerci.

    Anterior, pentru alimentarea dispozitivelor se folosea un circuit cu un transformator coborâtor (sau crescător sau cu înfășurare multiplă), o punte de diodă și un filtru pentru a netezi ondulațiile. Pentru stabilizare s-au folosit circuite liniare bazate pe stabilizatori parametrici sau integrati. Principalul dezavantaj a fost eficiența scăzută și greutatea și dimensiunile mari ale surselor de alimentare puternice.

    Toate aparatele electrocasnice moderne folosesc surse de alimentare cu comutare (UPS, SMPS - același lucru). Majoritatea acestor surse de alimentare folosesc un controler PWM ca element de control principal. În acest articol vom lua în considerare dispozitivul și scopul său.

    Definiție și beneficii cheie

    Un controler PWM este un dispozitiv care conține o serie de soluții de circuit pentru controlul întrerupătoarelor de alimentare. În acest caz, controlul are loc pe baza informațiilor primite prin circuitele de feedback de curent sau tensiune - acest lucru este necesar pentru a stabiliza parametrii de ieșire.

    Uneori, controlerele PWM sunt numite generatoare de impulsuri PWM, dar nu au capacitatea de a conecta circuite de feedback și sunt mai potrivite pentru regulatoarele de tensiune decât pentru furnizarea de energie stabilă dispozitivelor. Cu toate acestea, în literatură și portaluri de internet puteți găsi adesea nume precum „controller PWM, pe NE555” sau „... pe arduino” - acest lucru nu este în întregime adevărat din motivele de mai sus, ele pot fi folosite doar pentru a regla parametrii de ieșire, dar nu pentru a le stabiliza.

    Abrevierea „PWM” înseamnă modularea lățimii impulsurilor - aceasta este una dintre metodele de modulare a semnalului nu datorită mărimii tensiunii de ieșire, ci tocmai datorită unei modificări a lățimii impulsurilor. Ca urmare, se formează un semnal simulat datorită integrării impulsurilor folosind circuite C sau LC, cu alte cuvinte, datorită netezirii.

    Concluzie: controler PWM - un dispozitiv care controlează semnalul PWM.

    Principalele caracteristici

    Pentru un semnal PWM, se pot distinge două caracteristici principale:

    1. Frecvența impulsurilor - frecvența de funcționare a convertorului depinde de aceasta. Frecvențele de peste 20 kHz sunt tipice, de fapt 40-100 kHz.

    2. Factorul de umplere și ciclul de lucru. Acestea sunt două cantități adiacente care caracterizează același lucru. Factorul de umplere poate fi notat cu litera S, iar ciclul de lucru D.

    unde T este perioada semnalului,

    Partea de timp din perioada în care semnalul de control este generat la ieșirea controlerului este întotdeauna mai mică de 1. Ciclul de lucru este întotdeauna mai mare de 1. La o frecvență de 100 kHz, perioada semnalului este de 10 µs, iar cheia este deschis timp de 2,5 µs, apoi ciclul de lucru este 0,25, în procente - 25 %, iar ciclul de lucru este 4.

    De asemenea, este important să se ia în considerare designul intern și scopul numărului de chei gestionate.

    Diferențele față de schemele de pierderi liniare

    După cum sa menționat deja, avantajul față de circuitele liniare este eficiența ridicată (mai mult de 80, iar în prezent 90%). Acest lucru se datorează următoarelor:

    Să presupunem că tensiunea netezită după puntea de diode este de 15V, curentul de sarcină este de 1A. Trebuie să obțineți o sursă de alimentare stabilizată de 12 V. De fapt, un stabilizator liniar este o rezistență care își modifică valoarea în funcție de tensiunea de intrare pentru a obține o ieșire nominală - cu mici abateri (fracții de volți) cu modificări ale intrării (unități și zeci de volți).

    Rezistoarele, după cum știți, atunci când un curent electric trece prin ele, se eliberează energie termică. La stabilizatorii liniari are loc același proces. Puterea alocată va fi egală cu:

    Ploss=(Uin-Uout)*I

    Deoarece în exemplul considerat curentul de sarcină este de 1A, tensiunea de intrare este de 15V, iar tensiunea de ieșire este de 12V, calculăm pierderile și eficiența stabilizatorului liniar (KRENK sau tip L7812):

    Ploss=(15V-12V)*1A=3V*1A=3W

    Atunci eficiența este:

    n=Puseful/Pcons

    n=((12V*1A)/(15V*1A))*100%=(12W/15W)*100%=80%

    Caracteristica principală a PWM este că elementul de putere, fie un MOSFET, este fie complet deschis, fie complet închis, iar curentul nu trece prin el. Prin urmare, pierderile de eficiență se datorează doar pierderilor de conducție

    Și pierderile de comutare. Acesta este un subiect pentru un articol separat, așa că nu ne vom opri asupra acestei probleme. De asemenea, apar pierderi de alimentare (intrare și ieșire, dacă sursa de alimentare este rețea), precum și pe conductori, elemente de filtrare pasive etc.

    Structura generală

    Luați în considerare structura generală a unui controler PWM abstract. Am folosit cuvântul „abstract” pentru că, în general, toate sunt asemănătoare, dar funcționalitatea lor poate diferi în anumite limite, respectiv, structura și concluziile vor diferi.

    În interiorul controlerului PWM, ca în orice alt circuit integrat, există un cristal semiconductor pe care se află un circuit complex. Controlerul include următoarele unități funcționale:

    1. Generator de impulsuri.

    2. Sursa de tensiune de referință. (SI EL)

    3. Circuite pentru procesarea semnalului de feedback (OS): amplificator de eroare, comparator.

    4. Generatorul de impulsuri controlează tranzistoare încorporate, care sunt concepute pentru a controla tasta sau tastele de pornire.

    Numărul de comutatoare de alimentare pe care un controler PWM le poate controla depinde de scopul său. Cele mai simple convertoare flyback din circuitul lor conțin 1 întrerupător de alimentare, circuite în jumătate de punte (push-pull) - 2 chei, punte - 4.

    Alegerea controlerului PWM depinde și de tipul de cheie. Pentru a controla un tranzistor bipolar, principala cerință este ca curentul de control de ieșire al controlerului PWM să nu fie mai mic decât curentul tranzistorului împărțit la H21e, pentru a-l porni și opri, este suficient doar să trimiteți impulsuri către baza. În acest caz, majoritatea controlorilor o vor face.

    În cazul managementului, există anumite nuanțe. Pentru a opri rapid, trebuie să descărcați capacitatea obturatorului. Pentru a face acest lucru, circuitul de ieșire al porții este format din două chei - una dintre ele este conectată la o sursă de alimentare cu o ieșire IC și controlează poarta (pornește tranzistorul), iar a doua este instalată între ieșire și masă, când trebuie să opriți tranzistorul de putere - prima cheie se închide, a doua se deschide, închide șurubul la pământ și îl descarcă.

    Interesant:

    În unele controlere PWM pentru surse de alimentare cu putere redusă (până la 50 W), întrerupătoarele de alimentare încorporate și externe nu sunt utilizate. Exemplu - 5l0830R

    În general, un controler PWM poate fi reprezentat ca un comparator, dintre care o intrare este alimentată cu un semnal de la circuitul de feedback (OS), iar a doua intrare este un semnal de schimbare a dinților de ferăstrău. Când semnalul dinți de ferăstrău atinge și depășește semnalul OS, apare un impuls la ieșirea comparatorului.

    Când semnalele de la intrări se schimbă, lățimea impulsului se modifică. Să presupunem că ați conectat un consumator puternic la sursa de alimentare, iar tensiunea a scăzut la ieșire, apoi și tensiunea sistemului de operare ar scădea. Apoi, în cea mai mare parte a perioadei, semnalul dinți de ferăstrău va depăși semnalul OS, iar lățimea impulsului va crește. Toate cele de mai sus se reflectă într-o anumită măsură în grafice.

    Diagrama funcțională a unui controler PWM folosind TL494 ca exemplu, o vom lua în considerare mai detaliat mai târziu. Scopul pinilor și nodurilor individuale este descris în următorul subtitlu.

    Alocarea PIN

    Controlerele PWM sunt disponibile în diverse pachete. Pot avea de la trei la 16 sau mai multe concluzii. În consecință, flexibilitatea utilizării controlerului depinde de numărul de pini, sau mai degrabă de scopul acestora. De exemplu, într-un microcircuit popular, cel mai adesea există 8 pini, iar într-unul și mai emblematic - TL494- 16 sau 24.

    Prin urmare, luați în considerare denumirile tipice ale concluziilor și scopul lor:

      GND- iesirea comuna este conectata la minusul circuitului sau la masa.

      Uc (Vc)- alimentare cu microcircuit.

      Ucc (Vss, Vcc)- Ieșire pentru controlul puterii. Dacă puterea scade, atunci există posibilitatea ca tastele de pornire să nu se deschidă complet și, din această cauză, vor începe să se încălzească și să se ardă. Ieșirea este necesară pentru a dezactiva controlerul într-o situație similară.

      OUT- după cum puteți vedea din nume - aceasta este ieșirea controlerului. Semnalul de control PWM pentru comutatoarele de alimentare este scos aici. Am menționat mai sus că în convertoarele de diferite topologii au un număr diferit de chei. Numele ieșirii poate diferi în funcție de aceasta. De exemplu, în controlerele pentru circuite în jumătate de punte, acesta poate fi numit HO și LO pentru comutatorul de înaltă și respectiv de jos. În acest caz, ieșirea poate fi cu un singur ciclu și push-pull (cu o cheie și două) - pentru a controla tranzistoarele cu efect de câmp (vezi explicația de mai sus). Dar controlerul în sine poate fi pentru circuite cu un singur ciclu și push-pull - cu unul și, respectiv, doi pini de ieșire. Este important.

      Vref- tensiune de referință, de obicei conectată la masă printr-un mic condensator (unități de microfarad).

      ILIM- semnal de la senzorul de curent. Necesar pentru a limita curentul de ieșire. Conectat la circuitele de feedback.

      ILIMREF- pe el se setează tensiunea de funcționare a piciorului ILIM

      SS- este generat un semnal pentru o pornire uşoară a controlerului. Proiectat pentru o ieșire lină la modul nominal. Un condensator este instalat între acesta și firul comun pentru a asigura o pornire lină.

      RtCt- pini pentru conectarea unui circuit RC de temporizare care determină frecvența semnalului PWM.

      CEAS- impulsuri de ceas pentru sincronizarea mai multor controlere PWM între ele, apoi circuitul RC este conectat numai la controlerul master, iar RT al sclavilor cu Vref, CT al sclavilor sunt conectați la cel comun.

      RAMPĂ este intrarea de comparație. I se aplică o tensiune dinți de ferăstrău, de exemplu, de la pinul Ct. Când depășește valoarea tensiunii la ieșirea câștigului de eroare, apare un impuls de declanșare la OUT - baza controlului PWM.

      INV și NONINV sunt intrările inversoare și neinversoare ale comparatorului pe care este construit amplificatorul de eroare. Cu cuvinte simple: cu cât tensiunea pe INV este mai mare, cu atât impulsurile de ieșire sunt mai lungi și invers. Semnalul de la divizorul de tensiune este conectat la acesta în circuitul de feedback de la ieșire. Apoi, intrarea NONINV non-inversoare este conectată la un fir comun - GND.

      EAOUT sau Ieșire amplificator de eroare Rusă Eroare de ieșire a amplificatorului. În ciuda faptului că există intrări amplificatoare de eroare și cu ajutorul lor, în principiu, puteți ajusta parametrii de ieșire, dar controlerul reacționează destul de lent la acest lucru. Ca rezultat al unei reacții lente, circuitul poate fi excitat și va eșua. Prin urmare, de la această ieșire, semnalele sunt trimise către INV prin circuite dependente de frecvență. Aceasta se mai numește și corectarea frecvenței amplificatorului de eroare.

    Exemple de dispozitive reale

    Pentru a consolida informațiile, să ne uităm la câteva exemple de controlere PWM tipice și circuitele lor de comutare. Vom face acest lucru folosind exemplul a două microcircuite:

      TL494 (analogii săi: KA7500B, KR1114EU4, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759);

    Sunt utilizate activ. Apropo, aceste surse de alimentare au o putere considerabilă (100 W sau mai mult pe o magistrală de 12 V). Ele sunt adesea folosite ca donator pentru transformarea într-o sursă de alimentare de laborator sau într-un încărcător universal puternic, de exemplu, pentru bateriile auto.

    TL494 - prezentare generală

    Să începem cu al 494-lea cip. Caracteristicile sale tehnice:

    În acest exemplu special, puteți vedea majoritatea concluziilor descrise mai sus:

    1. Intrare non-inversoare a primului comparator de eroare

    2. Intrarea inversă a primului comparator de eroare

    3. Intrare feedback

    4. Intrare de reglare a timpului mort

    5. Ieșire pentru conectarea unui condensator de temporizare extern

    6. Ieșire pentru conectarea unui rezistor de temporizare

    7. Ieșirea generală a microcircuitului, minus putere

    8. Borna colector a primului tranzistor de ieșire

    9. Borna emițătorului primului tranzistor de ieșire

    10. Borna emițătorului celui de-al doilea tranzistor de ieșire

    11. Terminalul colector al celui de-al doilea tranzistor de ieșire

    12. Intrare sursă de alimentare

    13. Intrare pentru selectarea modului de funcționare cu un singur ciclu sau push-pull a microcircuitului

    14. Ieșirea sursei de tensiune de referință încorporate 5 volți

    15. Intrarea inversă a celui de-al doilea comparator de eroare

    16. Intrare non-inversoare a celui de-al doilea comparator de eroare

    Figura de mai jos prezintă un exemplu de sursă de alimentare pentru computer pe acest cip.

    UC3843 - prezentare generală

    Un alt PWM popular este cipul 3843 - computer și nu numai surse de alimentare sunt construite pe el. Pinout-ul său este situat mai jos, după cum puteți vedea, are doar 8 pini, dar îndeplinește aceleași funcții ca și IC-ul anterior.

    Interesant:

    Există și un UC3843 într-o carcasă cu 14 picioare, dar sunt mult mai puțin frecvente. Acordați atenție marcajului - ieșirile suplimentare sunt fie duplicate, fie neutilizate (NC).

    Să descifrăm scopul concluziilor:

    1. Intrare comparator (amplificator de eroare).

    2. Intrare tensiune de feedback. Această tensiune este comparată cu tensiunea de referință din interiorul CI.

    3. Senzor de curent. Este conectat la un rezistor situat între tranzistorul de putere și firul comun. Necesar pentru protecția la suprasarcină.

    4. Circuit de sincronizare RC. Cu ajutorul acestuia, se setează frecvența de funcționare a IC.

    6. Ieșire. Control de voltaj. Conectat la poarta tranzistorului, iată o etapă de ieșire push-pull pentru a conduce un convertor cu un singur capăt (un tranzistor), care poate fi văzut în figura de mai jos.

    Tipuri de scădere (Buck), creștere (Boost) și scădere-creștere (Buck-Boost).

    Poate unul dintre cele mai de succes exemple ar fi cipul comun LM2596, pe baza căruia puteți găsi pe piață o mulțime de astfel de convertoare, așa cum se arată mai jos.

    Un astfel de microcircuit conține toate soluțiile tehnice descrise mai sus și, în loc de o treaptă de ieșire pe taste cu putere redusă, are un întrerupător de alimentare încorporat care poate rezista la curenți de până la 3A. Structura internă a unui astfel de convertor este prezentată mai jos.

    Se poate observa că în esență nu există diferențe deosebite față de cele considerate în acesta.

    Și iată un exemplu pe un controler similar, după cum puteți vedea, nu există un comutator de alimentare, ci doar un cip 5L0380R cu patru pini. Rezultă că, în anumite sarcini, circuitele complexe și flexibilitatea TL494 pur și simplu nu sunt necesare. Acest lucru este valabil pentru sursele de alimentare cu putere redusă, unde nu există cerințe speciale pentru zgomot și interferențe, iar ondulația de ieșire poate fi stinsă cu un filtru LC. Aceasta este o sursă de alimentare pentru benzi LED, laptopuri, playere DVD și multe altele.

    Concluzie

    La începutul articolului, se spunea că un controler PWM este un dispozitiv care modelează valoarea medie a tensiunii prin modificarea lățimii impulsului pe baza unui semnal din bucla de feedback. Remarc că numele și clasificările fiecărui autor sunt adesea diferite, uneori un controler PWM este numit un simplu regulator de tensiune PWM, iar familia de circuite electronice descrisă în acest articol se numește „Subsistem integrat pentru convertoare stabilizate cu impulsuri”. Din nume, esența nu se schimbă, dar apar dispute și neînțelegeri.

    Când lucrați cu multe tehnologii diferite, apare adesea întrebarea: cum să gestionați puterea disponibilă? Ce să faci dacă trebuie micșorat sau mărit? Răspunsul la aceste întrebări este controlerul PWM. Ce reprezintă el? Unde se aplica? Și cum să asamblați singur un astfel de dispozitiv?

    Ce este modularea lățimii pulsului?

    Fără a clarifica sensul acestui termen, nu are sens să continui. Deci, modularea lățimii impulsurilor este procesul de control al puterii care este furnizată sarcinii, realizat prin modificarea ciclului de lucru al impulsurilor, care se face la o frecvență constantă. Există mai multe tipuri de modulare a lățimii impulsului:

    1. Analogic.

    2. Digital.

    3. Binar (cu două niveluri).

    4. Trinity (cu trei niveluri).

    Ce este un controler PWM?

    Acum că știm ce este modularea lățimii pulsului, putem vorbi despre subiectul principal al articolului. Un controler PWM este utilizat pentru a regla tensiunea de alimentare și pentru a preveni sarcinile inerțiale puternice în echipamentele auto și motociclete. Acest lucru poate suna excesiv de complicat și este cel mai bine explicat cu un exemplu. Să presupunem că este necesar ca lămpile de iluminat interior să-și schimbe luminozitatea nu imediat, ci treptat. Același lucru este valabil și pentru luminile de parcare, farurile auto sau ventilatoarele. Această dorință poate fi realizată prin instalarea unui regulator de tensiune tranzistor (parametric sau de compensare). Dar la curent mare, va genera o putere extrem de mare și va necesita instalarea unor calorifere mari suplimentare sau adăugarea unui sistem de răcire forțată folosind un mic ventilator scos dintr-un dispozitiv computer. După cum puteți vedea, această cale implică multe consecințe care vor trebui depășite.

    Adevărata salvare din această situație a fost controlerul PWM, care funcționează pe tranzistoare puternice de putere de câmp. Pot comuta curenți mari (până la 160 de amperi) cu doar 12-15V la poartă. Trebuie remarcat faptul că rezistența unui tranzistor deschis este destul de scăzută și, datorită acestui fapt, nivelul de disipare a puterii poate fi redus semnificativ. Pentru a vă crea propriul controler PWM, veți avea nevoie de un circuit de control care poate furniza o diferență de tensiune între sursă și poartă în intervalul 12-15V. Dacă acest lucru nu poate fi realizat, atunci rezistența canalului va crește foarte mult, iar disiparea puterii va crește semnificativ. Și acest lucru, la rândul său, poate duce la faptul că tranzistorul se va supraîncălzi și se va eșua.

    Există o serie de microcircuite pentru controlerele PWM care pot rezista la o creștere a tensiunii de intrare la nivelul de 25-30V, în ciuda faptului că sursa de alimentare va fi de numai 7-14V. Acest lucru va permite tranzistorul de ieșire în circuit împreună cu scurgerea comună. Acest lucru, la rândul său, este necesar pentru a conecta sarcina cu un minus comun. Exemplele includ: L9610, L9611, U6080B ... U6084B. Majoritatea sarcinilor nu consumă mai mult de 10 amperi, deci nu pot provoca scăderea tensiunii. Și, ca rezultat, circuitele simple pot fi, de asemenea, utilizate fără modificare sub forma unui nod suplimentar care va crește tensiunea. Și aceste mostre de controlere PWM vor fi discutate în articol. Ele pot fi construite pe baza unui multivibrator single-ended sau standby. Merită să vorbim despre regulatorul de turație a motorului PWM. Mai multe despre asta mai târziu.

    Schema nr. 1

    Acest circuit de controler PWM a fost asamblat pe invertoare CMOS. Este un generator de impulsuri dreptunghiulare care funcționează pe 2 elemente logice. Datorită diodelor, aici se modifică separat constanta de timp a descărcării și încărcării condensatorului de setare a frecvenței. Acest lucru vă permite să modificați ciclul de funcționare pe care îl au impulsurile de ieșire și, ca urmare, valoarea tensiunii efective care se află pe sarcină. În acest circuit, este posibil să se utilizeze orice elemente CMOS inversoare, precum și OR-NOT și AND K176PU2, K561LN1, K561LA7, K561LE5 sunt exemple potrivite. Puteți folosi alte tipuri, dar înainte de asta trebuie să vă gândiți cu atenție cum să grupați corect intrările lor, astfel încât să poată îndeplini funcționalitatea atribuită. Avantajele schemei sunt accesibilitatea și simplitatea elementelor. Dezavantaje - complexitatea (practic imposibilă) rafinamentului și imperfecțiunii în legătură cu modificarea intervalului de tensiune de ieșire.

    Schema nr. 2

    Are caracteristici mai bune decât primul eșantion, dar este mai dificil de implementat. Poate regla tensiunea efectivă pe sarcină în intervalul 0-12V, la care se schimbă de la valoarea inițială de 8-12V. Curentul maxim depinde de tipul de tranzistor cu efect de câmp și poate atinge valori semnificative. Având în vedere că tensiunea de ieșire este proporțională cu controlul de intrare, acest circuit poate fi utilizat ca parte a unui sistem de control (pentru a menține nivelul de temperatură).

    Motivele răspândirii

    Ce atrage șoferii către un controler PWM? Trebuie remarcată dorința de a crește eficiența atunci când se realizează construcția celor secundare pentru echipamente electronice. Datorită acestei proprietăți, această tehnologie poate fi găsită și în fabricarea monitoarelor de computer, a afișajelor din telefoane, laptop-uri, tablete și echipamente similare, și nu numai în mașini. De asemenea, trebuie remarcat costul scăzut semnificativ, care distinge această tehnologie în utilizarea sa. De asemenea, dacă decideți să nu cumpărați, ci să asamblați un controler PWM cu propriile mâini, puteți economisi bani atunci când vă îmbunătățiți propria mașină.

    Concluzie

    Ei bine, acum știți ce este un controler de putere PWM, cum funcționează și puteți chiar să asamblați singur astfel de dispozitive. Prin urmare, dacă există dorința de a experimenta cu capabilitățile mașinii dvs., există un singur lucru de spus despre asta - fă-o. Mai mult, nu numai că puteți utiliza schemele prezentate aici, ci și le puteți modifica semnificativ dacă aveți cunoștințele și experiența corespunzătoare. Dar chiar dacă totul nu funcționează prima dată, atunci puteți obține un lucru foarte valoros - experiență. Cine știe unde ar putea fi util data viitoare și cât de important va fi.

    • Serghei Savenkov

      un fel de recenzie „rare”... parcă s-ar grăbi undeva