PWM - 555 контролери за скорост на двигателя

Таймерът 555 се използва широко в устройства за управление, например в PWM - регулатори на скоростта на двигатели с постоянен ток.

Всеки, който някога е използвал безжична отвертка, трябва да е чул скърцане, идващо отвътре. Това е свиркано от намотките на двигателя под въздействието на импулсното напрежение, генерирано от PWM системата.

Друг начин за регулиране на скоростта на двигателя, свързан към батерията, е просто неприличен, въпреки че е възможно. Например, просто свържете мощен реостат последователно с двигателя или използвайте регулируем линеен регулатор на напрежението с голям радиатор.

Опция PWM - контролер на базата на 555 таймера показано на фигура 1.

Веригата е доста проста и всичко се основава на мултивибратор, макар и преобразувано в импулсен генератор с регулируем работен цикъл, което зависи от съотношението на скоростта на зареждане и разряда на кондензатора С1.

Кондензаторът се зарежда през веригата: + 12V, R1, D1, лявата страна на резистора P1, C1, GND. И кондензаторът се разтоварва по веригата: горната плоча C1, дясната страна на резистора P1, диода D2, щифта 7 на таймера, долната плоча C1. Като завъртите плъзгача на резистор P1, можете да промените съотношението на съпротивленията на лявата и дясната му част, и следователно времето на заряд и разряд на кондензатор С1, и като следствие на работния цикъл на импулсите.

Фигура 1. Схема на PWM контролера на 555 таймера

Тази схема е толкова популярна, че вече е налична като набор, който е показан на следващите фигури.

Фигура 2. Схематична схема на набор от ШИМ - контролер.

Диаграмите за време също са показани тук, но, за съжаление, детайлите на частите не са показани. Те могат да се видят на фигура 1, за която той всъщност е показан тук. вместо биполярен транзистор TR1 без да променяте веригата, можете да приложите мощно поле, което ще увеличи мощността на товара.

Между другото, в тази схема се появи още един елемент - диод D4. Целта му е да предотврати изхвърлянето на кондензатора С1 през източника на захранване и товара - мотора. Това гарантира стабилизиране на PWM честотата.

Между другото, с помощта на такива схеми е възможно да се контролира не само скоростта на двигателя с постоянен ток, но и само активното натоварване - лампа с нажежаема жичка или някакъв вид нагревателен елемент.

Фигура 3. Печатната платка на комплекта на PWM контролера.

Ако направите малко работа, е напълно възможно да пресъздадете такава, като използвате една от програмите за рисуване на печатни платки. Въпреки че, като се има предвид дефицитът на детайлите, един екземпляр ще бъде по-лесен за сглобяване чрез повърхностен монтаж.

Фигура 4. Външен вид на комплект PWM регулатор.

Вярно, вече съставеният корпоративен комплект изглежда доста хубав.

Тук може би някой ще зададе въпрос: „Натоварването в тези регулатори е свързано между + 12V и колектора на изходния транзистор. А какво ще кажете например в кола, защото всичко вече е свързано с масата, тялото и колата там? “

Да, не можете да спорите срещу масата, тук можем само да препоръчаме да преместите транзисторния превключвател към пролуката на "положителния" проводник. Възможният вариант на такава схема е показан на фигура 5.

Фигура 5

Фигура 6 показва отделен изходен етап. на MOSFET транзистора, Изтичането на транзистора е свързано с батерия + 12 V, затворът просто „виси“ във въздуха (което не се препоръчва), натоварването е включено в източника на веригата, в нашия случай крушка. Тази снимка е просто показана, за да обясни как работи MOSFET транзисторът.

Фигура 6

За да отворите транзистора MOSFET, достатъчно е да приложите положително напрежение към портата спрямо източника. В този случай лампата ще светне напълно и ще свети, докато транзисторът се затвори.

На тази фигура е най-лесно да затворите транзистора, като скъсите портата с източника.И такова ръчно затваряне за тестване на транзистора е доста подходящо, но в истинска схема, толкова по-импулсно ще е необходимо да се добавят още няколко детайли, както е показано на фигура 5.

Както бе споменато по-горе, за отваряне на MOSFET транзистора е необходим допълнителен източник на напрежение. В нашата схема неговата роля се играе от кондензатора С1, който се зарежда чрез веригата + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

За да отворите транзистора VT1, е необходимо да приложите положително напрежение от заредения кондензатор С2 към неговия порта. Очевидно е, че това ще се случи само когато транзисторът VT2 е отворен. И това е възможно само ако транзисторът на оптрона OP1 е затворен. Тогава положителното напрежение от положителната страна на кондензатора С2 през резисторите R4 и R1 ще отвори транзистора VT2.

В този момент входният сигнал на PWM трябва да бъде нисък и светодиодът за оптрони се изключва (това включване на светодиоди често се нарича обратно), следователно светодиодът на оптрона е изключен и транзисторът е затворен.

За да затворите изходния транзистор, трябва да свържете неговия порта към източника. В нашата схема това ще се случи, когато транзисторът VT3 се отвори и това изисква изходният транзистор на оптрона OP1 да бъде отворен.

Сигналът на ШИМ в този момент е висок, така че светодиодът не се задейства и излъчва положените към него инфрачервени лъчи, оптодвойният транзистор OP1 е отворен, което в резултат води до изключване на товара - крушката.

Като едно от приложенията на подобна схема в автомобил, това са дневни светлини. В този случай автомобилистите твърдят, че използват лампи с дълги светлини, включени в пълната светлина. Най-често тези дизайни на микроконтролер, Интернет е пълен с тях, но е по-лесно да се направи на таймер NE555.

ПРОДЪЛЖЕНО СТАТИИ: Драйвери за MOSFET транзистори на 555 таймер

Борис Аладишкин