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.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
VT1, VT2 | Биполярный транзистор | KTC3198 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT3 | Полевой транзистор | N302AP | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C1 | Электролитический конденсатор | 220мкФ 16В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C2, C3 | Конденсатор | 4700 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1, R6 | Резистор | 4.7 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
R2 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R3 | Резистор | 27 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R4 | Переменный резистор | 150 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R5 | Резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R7 | Резистор | 100 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- PWM_regulator.rar (12 Кб)
Комментарии (63) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
В автомобиль такую схему не рекомендую.
Схема нормальная, но для "поющих моторчиков" рекомендуется добавить дроссель и пару конденсаторов, один электролит и один керамический: соответственно - дроссель последовательно с нагрузкой, емкости естественно параллельно. Т.о. элементарный "Г-образный" фильтр ВЧ помех заставляющих проявлять моторчики "вокальные данные" заставит их "замолчать" и снизит нагрев моторчика.
Пару слов о деталях: дросселек можно намотать самому или подобрать подходящий: - реактивное R не ниже - 1R2 Ома, и очень толстым (0.8 - 1.3 мм) проводом примерно 5-8 витков на чем нибудь типа ферритового кольца подходящих размеров (идеальный вариант сердечник чашечного типа), емкости подходящих размеров, но расчитанные на напряжение не ниже чем 1.5-2.0 * UmaxНагрузки. Например 1000пф*30в и 10-20 мкф *30в.
P.S. Для особо заинтересованных - можно добавить ОС, и система станет устойчивей, но потребуется ОУ с ключем и оптопара.
Мне кажется что вы хотите получить "мульти фазовое управление" выходной мощности для питания нагрузки, в этом случае эта схема не подходит, Вам нужен как минимум (!) трех-фазный генератор, или DC-DC converter с т.н. "разветвителями фаз". аналогично со схемотехникой применяемой в построении БП для ЦПУ на всех современных мат. платах для ПК.
В схеме в авто, транзистор p-n-p нужен только чтобы коммутировать "+", а не "-" при постоянно включенном минусе? Можно тогда поставить не n-канальный, а p-канальный Mosfet?
Можно ли VT1 VT2 установить КТ361, и какой поставить вместо VT3 n-канальный, p-канальный Mosfet, будет ли так работать схема?
Менять N-channel MOSFET на P-channel смысла большого не имеет, если не менять ключи генератора, можно просто "передвинуть" его вверх по схеме - т.е. верхний по схеме вывод тр-ра подключить к "+12", а между нижним и "общим" будет подключаться нагрузка.
Собрал этот, схема заработала сразу, транзисторы в генераторе кт315, на выходе N-канальный мосфет от неисправной материнской платы, выходной транзистор и коллектор генератора подключил через сопротивление 1 кОм, выход нагрузил светодиодами 20 Вт, питание схемы от 5 вольт. Работает супер! Спасибо за схему!
Я не специалист, только учусь. Думаю что частота сильно зависит от емкостей С2 и С3, и еще от скорости их зарядки-разрядки через резисторы (влияют все кроме R7). На 200Гц попробуй взять конденсаторы большой емкости.
Формула из википедии 1 / ( ln 2 * (R2 C1+R3 C2) )
Как найти значения сопротивлений которые сюда подставлять?
Да и еще, электролит на 50 вольт надо поставить. И я с резисторами R3 R4 поиграл, 3 на 150К, а 4 на 120К поставил, у меня так более мягче регулировка получилась. Да и управляющий тиристора через диод подключил. Мосфет я поставил 630 их у меня много очень.
Опять же повторитель на BC639, BC640. (Хорошенькие транзисторы)1 ампер 80 вольт 100 мГц усиление 100-180)
Ну и для стартёра штук 6 поставить что то подобное irf3205 ,,,, штук 10 IRFP260N (ток выводов корпуса IRFP до 75 ампер) с выравнивающими резисторами из медного провода диаметром 2 мм длинна полтора метра. Опасно использовать с севшим аккумулятором транзисторы не полностью открываются и перегреваются.
(стартёр как мотор ?? по моему не лучший вариант)
Зашёл на чудо оказалось всё как обычно.