Зарим тохиолдолд, жишээлбэл, гар чийдэн эсвэл гэрийн гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжид гэрлийн тод байдлыг тохируулах шаардлагатай болдог. Үүнээс илүү хялбар зүйл байж болохгүй юм шиг санагдаж байна: зүгээр л LED-ээр дамжуулан гүйдлийг өөрчлөх, нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах. Гэхдээ энэ тохиолдолд эрчим хүчний ихээхэн хэсэг нь хязгаарлах резистор дээр зарцуулагдах бөгөөд энэ нь батерей эсвэл цэнэглэдэг батерейгаас бие даан ажиллахад хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.
Үүнээс гадна LED-ийн өнгө өөрчлөгдөнө: жишээлбэл, гүйдэл нь нэрлэсэн хэмжээнээс доош унах үед цагаан өнгө нь бага зэрэг ногоон өнгөтэй болно (ихэнх LED-ийн хувьд 20 мА). Зарим тохиолдолд өнгөний ийм өөрчлөлт нь огт шаардлагагүй байдаг. Эдгээр LED нь телевизийн дэлгэц эсвэл компьютерийн дэлгэцийг гэрэлтүүлж байна гэж төсөөлөөд үз дээ.
Эдгээр тохиолдолд энэ нь хамаарна PWM - зохицуулалт (импульсийн өргөн). Үүний утга нь үе үе асч, унтардаг. Энэ тохиолдолд гүйдэл нь флэшийн туршид нэрлэсэн хэвээр байх тул гэрэлтүүлгийн спектрийг гажуудуулахгүй. Хэрэв LED нь цагаан байвал ногоон сүүдэр гарч ирэхгүй.
Нэмж дурдахад эрчим хүчний зохицуулалтын энэ аргын тусламжтайгаар эрчим хүчний алдагдал хамгийн бага, PWM удирдлагатай хэлхээний үр ашиг маш өндөр бөгөөд 90 гаруй хувьд хүрдэг.
PWM хяналтын зарчим нь маш энгийн бөгөөд 1-р зурагт үзүүлэв. Гэрэлтсэн болон унтарсан үеийн өөр өөр харьцаа нь нүдээр ойлгогддог: кинон дээрх шиг - тусад нь үзүүлсэн фрэймүүд нь хөдөлгөөнт дүрс гэж ойлгогддог. Энд бүх зүйл төсөөллийн давтамжаас хамаардаг бөгөөд үүнийг дараа нь хэлэлцэх болно.
Зураг 1. PWM зохицуулалтын зарчим
Зураг дээр PWM хяналтын төхөөрөмжийн (эсвэл мастер осциллятор) гаралтын дохионы диаграммуудыг харуулав. Тэг ба нэг нь тодорхойлогддог: логик нэг (өндөр түвшин) нь LED-ийг гэрэлтүүлэхэд хүргэдэг, логик тэг (бага түвшин) нь унтардаг.
Хэдийгээр бүх зүйл эсрэгээрээ байж болох ч бүх зүйл гаралтын шилжүүлэгчийн хэлхээний дизайнаас хамаардаг - LED-ийг бага түвшинд асааж, өндөр түвшинд унтрааж болно. Энэ тохиолдолд физикийн хувьд логик нь бага хүчдэлийн түвшинтэй, логик тэг нь өндөр хүчдэлийн түвшинтэй байх болно.
Өөрөөр хэлбэл, логик нь зарим үйл явдал эсвэл үйл явцыг идэвхжүүлэхэд хүргэдэг (бидний тохиолдолд LED-ийн гэрэлтүүлэг) бөгөөд логик тэг нь энэ процессыг идэвхгүй болгох ёстой. Өөрөөр хэлбэл, дижитал микро схемийн гаралтын өндөр түвшин нь үргэлж ЛОГИК нэгж биш бөгөөд энэ нь тодорхой хэлхээг хэрхэн яаж барьж байгаагаас хамаарна. Энэ бол зөвхөн мэдээлэл юм. Гэхдээ одоохондоо бид түлхүүр нь өндөр түвшинд хянагддаг гэж таамаглаж байгаа бөгөөд энэ нь өөр арга байж болохгүй.
Хяналтын импульсийн давтамж ба өргөн
Импульсийн давталтын хугацаа (эсвэл давтамж) өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэхдээ ерөнхийдөө импульсийн давтамж нь гэрлийн тод байдалд нөлөөлдөггүй тул давтамжийн тогтвортой байдалд тусгай шаардлага тавьдаггүй. Зөвхөн энэ тохиолдолд эерэг импульсийн үргэлжлэх хугацаа (WIDTH) өөрчлөгддөг тул импульсийн өргөн модуляцын бүх механизм ажилладаг.
1-р зураг дээрх хяналтын импульсийн үргэлжлэх хугацааг %%-иар илэрхийлнэ. Энэ нь "дүүргэх хүчин зүйл" буюу англи хэлээр бол DUTY CYCLE юм. Энэ нь хяналтын импульсийн үргэлжлэх хугацааг импульсийн давталтын хугацаатай харьцуулсан харьцаагаар илэрхийлэгдэнэ.
Оросын нэр томъёонд үүнийг ихэвчлэн ашигладаг "Үүргийн хүчин зүйл" - давталтын хугацааг импульсийн хугацаатай харьцуулсан харьцааА. Тиймээс, дүүргэх хүчин зүйл 50% байвал ажлын мөчлөг нь 2-той тэнцүү байх болно. Энд үндсэн ялгаа байхгүй тул та эдгээр утгуудын аль нэгийг нь илүү тохиромжтой, ойлгомжтой болгон ашиглаж болно.
Энд мэдээжийн хэрэг бид үүргийн мөчлөг ба АЖЛЫН ЦАГИЙН тооцооллын томъёог өгч болох боловч танилцуулгыг хүндрүүлэхгүйн тулд бид томъёололгүйгээр хийх болно. Хамгийн сүүлчийн арга бол Ом-ын хууль. Та энэ талаар юу ч хийж чадахгүй: "Хэрэв та Ом-ын хуулийг мэдэхгүй бол гэртээ үлдээрэй!" Хэрэв хэн нэгэн эдгээр томъёог сонирхож байвал интернетээс үргэлж олж болно.
Бүдгэрүүлэгчийн PWM давтамж
Дээр дурдсанчлан, PWM импульсийн давтамжийн тогтвортой байдалд тусгай шаардлага байхгүй: энэ нь бага зэрэг "хөвдөг" боловч зүгээр юм. Дашрамд хэлэхэд, PWM зохицуулагчид ижил төстэй давтамжийн тогтворгүй байдал нь нэлээд том хэмжээтэй байдаг бөгөөд энэ нь олон загварт ашиглахад саад болохгүй. Энэ тохиолдолд энэ давтамж нь тодорхой утгаас доош унахгүй байх нь чухал юм.
Давтамж ямар байх ёстой, хэр тогтворгүй байж болох вэ? Бид бүдэгрүүлэгчийн тухай ярьж байгааг бүү мартаарай. Кино технологид "чухал анивчдаг давтамж" гэсэн нэр томъёо байдаг. Энэ нь нэг нэгээр нь харуулсан зургуудыг хөдөлгөөнт дүрс гэж хүлээн авах давтамж юм. Хүний нүдний хувьд энэ давтамж 48 Гц байна.
Ийм учраас киноны зураг авалтын давтамж нь 24 кадр/сек (телевизийн стандарт нь 25 кадр/сек) байсан. Энэ давтамжийг чухал давтамж руу нэмэгдүүлэхийн тулд кино проекторууд харуулсан хүрээ бүрийг хоёр удаа давхцдаг хоёр иртэй хаалт (хаалт) ашигладаг.
Сонирхогчдын 8 мм-ийн нарийн хальстай проекторуудад проекцын давтамж нь 16 кадр/сек байсан тул хаалт нь гурван иртэй байв. Зурагт дээрх ижил зорилгууд нь зургийг хагас фрэймээр харуулахад үйлчилдэг: эхлээд тэгш, дараа нь сондгой шугамууд. Үр дүн нь 50 Гц давтамжтай анивчдаг.
PWM горим дахь LED ажиллагаа нь тохируулж үргэлжлэх хугацаатай бие даасан анивчдаг. Эдгээр гялбааг нүд нь тасралтгүй гэрэлтдэг гэж ойлгохын тулд тэдгээрийн давтамж нь чухал давтамжаас багагүй байх ёстой. Та хүссэнээрээ өндөрт гарч болно, гэхдээ та доошоо бууж чадахгүй. Үүсгэхдээ энэ хүчин зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй Дэнлүүнд зориулсан PWM зохицуулагч.
Дашрамд хэлэхэд, нэгэн сонирхолтой баримт: эрдэмтэд зөгий нүдний чухал давтамж нь 800 Гц гэдгийг ямар нэгэн байдлаар тогтоосон. Тиймээс зөгий дэлгэцэн дээрх киног бие даасан зургуудын дарааллаар харах болно. Түүнийг хөдөлж буй дүрсийг харахын тулд проекцын давтамжийг секундэд найман зуун хагас кадр болгон нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно!
LED-ийг өөрөө удирдахын тулд үүнийг ашигладаг. Сүүлийн үед энэ зорилгоор хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь их хэмжээний хүчийг солих боломжийг олгодог (эдгээр зорилгоор ердийн хоёр туйлт транзисторыг ашиглах нь зүгээр л зохисгүй гэж тооцогддог).
Ийм хэрэгцээ (хүчирхэг MOSFET - транзистор) нь олон тооны LED-тэй, жишээлбэл, дараа нь хэлэлцэх болно. Хэрэв эрчим хүч бага байвал нэг эсвэл хоёр LED ашиглахдаа бага чадлын унтраалга ашиглаж болох бөгөөд боломжтой бол LED-үүдийг микро схемийн гаралттай шууд холбоно.
Зураг 2-т PWM зохицуулагчийн функциональ диаграммыг үзүүлэв. Диаграмм нь R2 резисторыг хяналтын элемент болгон ердийн байдлаар харуулж байна. Түүний бариулыг эргүүлснээр та хяналтын импульсийн ажлын мөчлөг, улмаар LED-ийн гэрлийг шаардлагатай хязгаарт багтаан өөрчилж болно.
Зураг 2. PWM зохицуулагчийн функциональ диаграмм
Зураг дээр хязгаарлах резистортой цувралаар холбогдсон LED-ийн гурван хэлхээг харуулав. Ойролцоогоор ижил холболтыг LED туузанд ашигладаг. Туузан урт байх тусам LED нь илүү их байх тусам одоогийн хэрэглээ нэмэгддэг.
Эдгээр тохиолдолд хүчирхэг гүйдэл шаардагдах бөгөөд тэдгээрийн зөвшөөрөгдөх гүйдэл нь соронзон хальсны зарцуулсан гүйдлээс арай их байх ёстой. Сүүлчийн шаардлага нь маш амархан хангагдсан байдаг: жишээлбэл, IRL2505 транзистор нь 100А орчим ус зайлуулах гүйдэл, 55 В-ын хүчдэлтэй байдаг бол хэмжээ, үнэ нь янз бүрийн загварт ашиглахад нэлээд сонирхолтой байдаг.
PWM мастер генераторууд
Микроконтроллерийг мастер PWM генератор (ихэнхдээ үйлдвэрлэлийн нөхцөлд) эсвэл бага интеграцитай микро схем дээр хийсэн хэлхээ болгон ашиглаж болно. Хэрэв та гэртээ цөөн тооны PWM зохицуулагч хийхээр төлөвлөж байгаа бөгөөд микроконтроллерийн төхөөрөмжийг бий болгох туршлага байхгүй бол одоо байгаа зүйлийг ашиглан зохицуулагч хийх нь дээр.
Эдгээр нь K561 цувралын логик чипүүд, нэгдсэн таймер, түүнчлэн зориулагдсан тусгай чипүүд байж болно. Энэ дүрд та тохируулагч генераторыг угсарснаар үүнийг ажиллуулж болно, гэхдээ энэ нь магадгүй "урлагт дурлах" юм. Тиймээс зөвхөн хоёр хэлхээг доор авч үзэх болно: 555 таймер дээр хамгийн түгээмэл, UC3843 UPS хянагч дээр.
555 таймер дээр суурилсан мастер осцилляторын хэлхээ
Зураг 3. Мастер осцилляторын хэлхээ
Энэ хэлхээ нь ердийн дөрвөлжин долгионы генератор бөгөөд давтамжийг C1 конденсатороор тохируулдаг. Конденсаторыг "Гаралт - R2 - RP1- C1 - нийтлэг утас" хэлхээгээр цэнэглэдэг. Энэ тохиолдолд гаралт дээр өндөр түвшний хүчдэл байх ёстой бөгөөд энэ нь гаралт нь тэжээлийн эх үүсвэрийн эерэг туйлтай холбогдсон гэсэн үг юм.
Конденсаторыг "C1 - VD2 - R2 - Гаралт - нийтлэг утас" хэлхээний дагуу цэнэггүй болгож, гаралт дээр бага түвшний хүчдэл байгаа үед гаралт нь нийтлэг утсанд холбогдсон байна. Цагийн конденсаторын цэнэг ба цэнэгийн замын ялгаа нь тохируулж болох өргөнтэй импульсийг хүлээн авах боломжийг олгодог.
Нэг төрлийн диодууд нь өөр өөр параметртэй байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ тохиолдолд тэдгээрийн цахилгаан багтаамж нь үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь диод дээрх хүчдэлийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг. Тиймээс гаралтын дохионы үүргийн мөчлөг өөрчлөгдөхийн зэрэгцээ түүний давтамж өөрчлөгддөг.
Хамгийн гол нь дээр дурдсан эгзэгтэй давтамжаас багагүй байх явдал юм. Үгүй бол өөр өөр гэрэл гэгээтэй жигд гэрэлтэхийн оронд бие даасан гялбаа харагдах болно.
Ойролцоогоор (дахин диодууд буруутай) генераторын давтамжийг доор үзүүлсэн томъёогоор тодорхойлж болно.
Таймер 555 дээрх PWM генераторын давтамж.
Хэрэв та конденсаторын багтаамжийг фарадаар, Ом дахь эсэргүүцлийг томъёонд орлуулах юм бол үр дүн нь герц Гц байх ёстой: SI системээс зугтах зүйл байхгүй! Энэ нь хувьсах резистор RP1 гулсагч нь дөрвөлжин долгионы гаралтын дохиотой тохирч байгаа дунд байрлалд (RP1/2 томьёогоор) байна гэж үздэг. Зураг 2-т энэ нь яг л импульсийн үргэлжлэх хугацаа 50% байх хэсэг бөгөөд энэ нь 2-ын үүргийн мөчлөгтэй дохиотой тэнцүү юм.
UC3843 чип дээрх мастер PWM генератор
Түүний диаграммыг Зураг 4-т үзүүлэв.
Зураг 4. UC3843 чип дээрх PWM мастер осцилляторын хэлхээ
UC3843 чип нь тэжээлийн хангамжийг солих PWM хянагч бөгөөд жишээлбэл, ATX форматтай компьютерийн эх үүсвэрт ашиглагддаг. Энэ тохиолдолд түүнийг оруулах ердийн схемийг хялбаршуулах чиглэлд бага зэрэг өөрчилсөн. Гаралтын импульсийн өргөнийг хянахын тулд хэлхээний оролтод эерэг туйлшралын хяналтын хүчдэлийг хэрэглэж, гаралтын үед импульсийн PWM дохиог авдаг.
Хамгийн энгийн тохиолдолд хяналтын хүчдэлийг 22...100KOhm эсэргүүцэлтэй хувьсах резистор ашиглан хийж болно. Шаардлагатай бол хяналтын хүчдэлийг жишээлбэл, фоторезистор дээр хийсэн аналог гэрлийн мэдрэгчээс авч болно: цонхны гаднах бараан байх тусам өрөөнд илүү гэрэл гэгээтэй байдаг.
Зохицуулах хүчдэл нь PWM гаралтад нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь буурах үед гаралтын импульсийн өргөн нэмэгдэх бөгөөд энэ нь огт гайхмаар зүйл биш юм. Эцсийн эцэст UC3843 микро схемийн анхны зорилго нь цахилгаан тэжээлийн хүчдэлийг тогтворжуулах явдал юм: хэрэв гаралтын хүчдэл буурч, зохицуулах хүчдэл байвал гаралтыг бага зэрэг нэмэгдүүлэхийн тулд арга хэмжээ авах шаардлагатай (гаралтын импульсийн өргөнийг нэмэгдүүлэх). хүчдэл.
Эрчим хүчний хангамжийн зохицуулалтын хүчдэлийг дүрмээр бол zener диод ашиглан үүсгэдэг. Ихэнхдээ энэ эсвэл үүнтэй төстэй зүйлүүд байдаг.
Диаграммд заасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үнэлгээний хувьд генераторын давтамж нь ойролцоогоор 1 кГц бөгөөд 555 таймер дээрх генератороос ялгаатай нь гаралтын дохионы ажлын мөчлөг өөрчлөгдөхөд "хөвдөггүй" - тогтмол байдалд санаа тавьдаг. цахилгаан хангамжийг солих давтамж.
Их хэмжээний хүчийг зохицуулахын тулд жишээлбэл, LED тууз, MOSFET транзистор дээрх гол үе шатыг 2-р зурагт үзүүлсэн шиг гаралттай холбох хэрэгтэй.
Бид PWM зохицуулагчийн талаар илүү их ярьж болох ч одоохондоо энд зогсоод, дараагийн өгүүллээр бид LED-үүдийг холбох янз бүрийн арга замыг авч үзэх болно. Эцсийн эцэст, бүх аргууд адилхан сайн байдаггүй, зайлсхийх хэрэгтэй зарим зүйл байдаг бөгөөд LED холбоход маш олон алдаа гардаг.
Олон төрлийн технологиудтай ажиллахдаа одоо байгаа хүчийг хэрхэн удирдах вэ гэсэн асуулт гарч ирдэг. Хэрэв үүнийг буулгах эсвэл өсгөх шаардлагатай бол яах вэ? Эдгээр асуултын хариулт нь PWM зохицуулагч юм. Тэр юу вэ? Үүнийг хаана ашигладаг вэ? Ийм төхөөрөмжийг өөрөө яаж угсрах вэ?
Импульсийн өргөн модуляц гэж юу вэ?
Энэ нэр томъёоны утгыг тодруулахгүйгээр үргэлжлүүлэх нь утгагүй юм. Тиймээс импульсийн өргөн модуляц гэдэг нь тогтмол давтамжтайгаар хийгддэг импульсийн үүргийн циклийг өөрчлөх замаар ачаалалд өгч буй хүчийг хянах үйл явц юм. Импульсийн өргөн модуляцын хэд хэдэн төрөл байдаг:
1. Аналог.
2. Дижитал.
3. Хоёртын (хоёр түвшний).
4. Гурвал (гурван түвшний).
PWM зохицуулагч гэж юу вэ?
Одоо бид импульсийн өргөн модуляц гэж юу болохыг мэдэж байгаа тул өгүүллийн гол сэдвийн талаар ярилцаж болно. PWM зохицуулагч нь тэжээлийн хүчдэлийг зохицуулах, автомашин, мотоциклийн хүчтэй инерцийн ачааллаас урьдчилан сэргийлэхэд ашиглагддаг. Энэ нь төвөгтэй мэт санагдаж магадгүй бөгөөд үүнийг жишээгээр тайлбарлах нь дээр. Дотор гэрэлтүүлгийн чийдэнг нэн даруй биш харин аажмаар өөрчлөх хэрэгтэй гэж бодъё. Хажуугийн гэрэл, машины гэрэл эсвэл сэнс зэрэгт мөн адил хамаарна. Энэ хүслийг транзисторын хүчдэлийн зохицуулагч (параметр эсвэл нөхөн олговор) суурилуулах замаар хэрэгжүүлж болно. Гэхдээ их хэмжээний гүйдэлтэй бол энэ нь маш өндөр хүчийг бий болгож, нэмэлт том радиаторуудыг суурилуулах эсвэл компьютерийн төхөөрөмжөөс салгасан жижиг сэнс ашиглан албадан хөргөлтийн систем хэлбэрээр нэмэлтийг шаарддаг. Таны харж байгаагаар энэ зам нь даван туулах шаардлагатай олон үр дагаврыг дагуулдаг.
Энэ нөхцөл байдлаас жинхэнэ аврал бол хүчирхэг талбарт ажилладаг цахилгаан транзистор дээр ажилладаг PWM зохицуулагч байв. Тэд зөвхөн 12-15V хаалганы хүчдэлтэй өндөр гүйдлийг (160 ампер хүртэл) сольж болно. Нээлттэй транзисторын эсэргүүцэл нь нэлээд бага бөгөөд үүний ачаар эрчим хүчний зарцуулалтын түвшинг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Өөрийнхөө PWM зохицуулагчийг бий болгохын тулд танд 12-15V-ийн хүрээнд эх үүсвэр ба хаалганы хоорондох хүчдэлийн зөрүүг хангах хяналтын хэлхээ хэрэгтэй болно. Хэрэв энэ нь хүрч чадахгүй бол сувгийн эсэргүүцэл ихээхэн нэмэгдэж, эрчим хүчний алдагдал ихээхэн нэмэгдэх болно. Мөн энэ нь эргээд транзисторыг хэт халж, бүтэлгүйтэхэд хүргэдэг.
Эрчим хүчний хангамж нь ердөө 7-14 В байх хэдий ч оролтын хүчдэл 25-30 В хүртэл нэмэгдэхийг тэсвэрлэх чадвартай PWM зохицуулагчдад зориулсан бүхэл бүтэн микро схемүүдийг үйлдвэрлэдэг. Энэ нь гаралтын транзисторыг нийтлэг ус зайлуулах хоолойн хамт хэлхээнд асаах боломжийг олгоно. Энэ нь эргээд нийтлэг хасахтай ачааллыг холбоход зайлшгүй шаардлагатай. Жишээ нь дараах дээжийг агуулна: L9610, L9611, U6080B ... U6084B. Ихэнх ачаалал нь 10 ампераас илүү гүйдэл авдаггүй тул хүчдэлийн уналт үүсгэж чадахгүй. Үүний үр дүнд та хүчдэлийг нэмэгдүүлэх нэмэлт нэгж хэлбэрээр энгийн хэлхээг өөрчлөхгүйгээр ашиглаж болно. PWM зохицуулагчийн яг эдгээр дээжийг нийтлэлд авч үзэх болно. Тэдгээрийг тэгш хэмт бус эсвэл зогсолтын мультивибраторын үндсэн дээр барьж болно. PWM хөдөлгүүрийн хурд хянагчийн талаар ярих нь зүйтэй. Энэ талаар дараа дэлгэрэнгүй.
Схем No1
Энэхүү PWM хянагчийн хэлхээг CMOS чип инвертер ашиглан угсарсан. Энэ нь 2 логик элемент дээр ажилладаг тэгш өнцөгт импульс үүсгэгч юм. Диодуудын ачаар давтамж тохируулагч конденсаторын цэнэгийн цэнэг ба цэнэгийн тогтмол хугацаа тус тусад нь өөрчлөгддөг. Энэ нь гаралтын импульсийн ажлын мөчлөгийг өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд үүний үр дүнд ачаалалд байгаа үр дүнтэй хүчдэлийн утгыг өөрчлөх боломжтой болно. Энэ хэлхээнд NOR ба AND гэх мэт урвуу CMOS элементүүдийг ашиглах боломжтой. Жишээ нь K176PU2, K561LN1, K561LA7, K561LE5. Та бусад төрлүүдийг ашиглаж болно, гэхдээ үүнээс өмнө та оруулсан функцийг гүйцэтгэхийн тулд оролтыг хэрхэн зөв бүлэглэх талаар сайтар бодох хэрэгтэй. Схемийн давуу тал нь элементүүдийн хүртээмж, энгийн байдал юм. Сул тал нь гаралтын хүчдэлийн хүрээг өөрчлөхтэй холбоотой өөрчлөлт, төгс бус байдал (бараг боломжгүй) юм.
Схем No2
Энэ нь эхний дээжээс илүү сайн шинж чанартай боловч хэрэгжүүлэхэд илүү төвөгтэй байдаг. 0-12V-ийн хүрээнд үр дүнтэй ачааллын хүчдэлийг зохицуулж чаддаг бөгөөд энэ нь 8-12V-ийн анхны утгаас өөрчлөгддөг. Хамгийн их гүйдэл нь хээрийн транзисторын төрлөөс хамаардаг бөгөөд мэдэгдэхүйц утгад хүрч чаддаг. Гаралтын хүчдэл нь хяналтын оролттой пропорциональ байдаг тул энэ хэлхээг хяналтын системийн нэг хэсэг болгон ашиглаж болно (температурын түвшинг хадгалах).
Тархалтын шалтгаанууд
PWM хянагч машин сонирхогчдыг юу татдаг вэ? Цахим тоног төхөөрөмжийн хоёрдогч төхөөрөмжийг барихад үр ашгийг нэмэгдүүлэх хүсэл эрмэлзэл байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэхүү өмчийн ачаар энэ технологийг зөвхөн машинд төдийгүй компьютерийн дэлгэц, гар утас, зөөврийн компьютер, таблет болон ижил төстэй тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжтой. Мөн энэ технологийг ашиглах үед мэдэгдэхүйц хямд гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Түүнчлэн, хэрэв та PWM хянагчийг худалдаж авахгүй, харин өөрөө угсрахаар шийдсэн бол өөрийн машинаа сайжруулахад мөнгө хэмнэх боломжтой.
Дүгнэлт
Одоо та PWM цахилгаан зохицуулагч гэж юу болохыг, энэ нь хэрхэн ажилладагийг мэддэг бөгөөд ижил төстэй төхөөрөмжийг өөрөө угсарч болно. Тиймээс, хэрэв та машиныхаа чадавхийг туршиж үзэхийг хүсч байвал энэ талаар хэлэх ганц зүйл байна - үүнийг хий. Түүнээс гадна, та зөвхөн энд үзүүлсэн диаграммуудыг ашиглахаас гадна зохих мэдлэг, туршлагатай бол тэдгээрийг мэдэгдэхүйц өөрчлөх боломжтой. Гэхдээ бүх зүйл анх удаа бүтэхгүй байсан ч та маш үнэ цэнэтэй зүйлийг олж авах боломжтой - туршлага. Энэ нь дараа нь хаана хэрэг болох, түүний оршихуй хэр чухал болохыг хэн мэдэх билээ.
Хэрэгцээ DC хүчдэлийн зохицуулалтхүчирхэг инерцийн ачааллыг тэжээх нь ихэвчлэн автомашин болон бусад автомашины тоног төхөөрөмжийн эздийн дунд тохиолддог. Жишээлбэл, дотоод гэрэлтүүлгийн чийдэн, хажуугийн гэрэл, машины их гэрлийн гэрэлтүүлгийг жигд өөрчлөх хүсэл байсан эсвэл машины агааржуулагчийн сэнсний хурдыг зохицуулах нэгж доголдож, солих зүйл алга.
Заримдаа эдгээр төхөөрөмжүүдийн одоогийн хэрэглээ өндөр байгаа тул ийм хүслийг биелүүлэх боломжгүй байдаг - хэрэв та суулгасан бол транзисторын хүчдэлийн зохицуулагч, нөхөн олговор эсвэл параметрийн хувьд зохицуулагч транзистор нь маш өндөр хүчийг гаргах бөгөөд энэ нь том радиаторыг суурилуулах эсвэл компьютерийн төхөөрөмжөөс жижиг сэнс ашиглан албадан хөргөлтийг нэвтрүүлэх шаардлагатай болно.
Үүнээс гарах арга зам бол хүчирхэг талбарт ажилладаг транзисторыг удирддаг импульсийн өргөн хэлхээг ашиглах явдал юм MOSFET . Эдгээр транзисторууд нь 12 - 15 V-ийн хаалганы хүчдэлтэй маш өндөр гүйдлийг (160А ба түүнээс дээш) сольж чаддаг. Нээлттэй транзисторын эсэргүүцэл нь маш бага бөгөөд энэ нь эрчим хүчний зарцуулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжийг олгодог. Хяналтын хэлхээнүүд нь хаалга ба эх үүсвэрийн хоорондох хүчдэлийн зөрүүг дор хаяж 12 ... 15 В байх ёстой, эс тэгвээс сувгийн эсэргүүцэл ихээхэн нэмэгдэж, эрчим хүчний алдагдал ихээхэн нэмэгдэж, транзисторын хэт халалт, түүний эвдрэлд хүргэж болзошгүй юм. Импульсийн өргөнтэй автомашины бага хүчдэлийн зохицуулагчийн хувьд жишээлбэл, тусгай микро схемүүдийг үйлдвэрлэдэг. U 6 080B ... U6084B , L9610, L9611, Энэ нь гаралтын хүчдэлийг 7 -14 В хүчдэлтэй 25 -30 В хүртэл нэмэгдүүлэх нэгжийг агуулсан бөгөөд энэ нь нийтлэг суваг бүхий хэлхээний дагуу гаралтын транзисторыг асаах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр ачааллыг холбох боломжтой болно. нийтлэг хасах, гэхдээ тэдгээрийг авах нь бараг боломжгүй юм. 10А-аас ихгүй гүйдэл хэрэглэдэг, самбар дээрх хүчдэл буурахад хүргэдэггүй ихэнх ачааллын хувьд та нэмэлт хүчдэлийг нэмэгдүүлэх төхөөрөмжгүйгээр энгийн хэлхээг ашиглаж болно.
Эхлээд PWM зохицуулагч-д угсарсанлогик K инвертерүүдMOS чипс. Энэ хэлхээ нь хоёр логик элемент дээр тэгш өнцөгт импульсийн генератор бөгөөд диодын ачаар давтамж тохируулагч конденсаторыг цэнэглэх, цэнэглэх тогтмол хугацаа тус тусад нь өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь гаралтын импульс болон гаралтын циклийг өөрчлөх боломжийг олгодог. ачаалал дээрх үр дүнтэй хүчдэлийн утга.
Хэлхээ нь K176PU2, K561LN1 гэх мэт ямар ч урвуу CMOS элементүүдийг ашиглахаас гадна оролтыг зохих ёсоор нь бүлэглэж, БА, ЭСВЭЛ-БИШ, жишээ нь K561LA7, K561LE5 гэх мэт элементүүдийг ашиглаж болно. Талбайн эффектийн транзистор нь аль ч байж болно MOSFET, Энэ нь хамгийн их ачааллын гүйдлийг тэсвэрлэх чадвартай боловч аль болох өндөр гүйдэлтэй транзисторыг ашиглахыг зөвлөж байна, учир нь энэ нь бага нээлттэй сувгийн эсэргүүцэлтэй бөгөөд энэ нь эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, радиаторын жижиг талбайг ашиглах боломжийг олгодог.
K561LN2 чип дээрх PWM хянагчийн давуу тал
- элементүүдийн энгийн, хүртээмжтэй байдал,
дутагдал- гаралтын хүчдэлийн өөрчлөлтийн хүрээ нь 100% -иас бага ба нэмэлт горимуудыг нэвтрүүлэхийн тулд хэлхээг өөрчлөх боломжгүй, жишээлбэл, ачаалал үед хүчдэлийн жигд автомат өсөлт, бууралт, учир нь зохицуулалт нь хяналтын хүчдэлийн түвшинг өөрчлөх замаар биш харин хувьсах резисторын эсэргүүцлийг өөрчлөх замаар хийгддэг.
Хоёрдахь схем нь илүү сайн шинж чанартай боловч түүний доторх элементүүдийн тоо арай том байна.
Ачаалал дээрх үр дүнтэй хүчдэлийн утгыг хяналтын оролтын хүчдэлийг 8-аас 12 В хүртэл өөрчлөх замаар 0-ээс 12 В хүртэл тохируулна. Хүчдэлийн тохируулгын хүрээ бараг 100% байна. Хамгийн их ачааллын гүйдэл нь эрчим хүчний талбайн нөлөөллийн транзисторын төрлөөр бүрэн тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь маш чухал байж болно. Гаралтын хүчдэл нь оролтын хяналтын хүчдэлтэй пропорциональ байдаг тул хэлхээг хяналтын системийн салшгүй хэсэг болгон ашиглаж болно, жишээлбэл, халаагуурыг ачаалал болгон ашигладаг бол температур мэдрэгчийг өгөгдсөн температурыг хадгалах системийг ашиглаж болно. энгийн пропорциональ хянагчтай холбогдсон бөгөөд гаралт нь төхөөрөмжийн хяналтын оролттой холбогдсон байна. Тайлбарласан төхөөрөмжүүд нь тэгш хэмт бус multivibrator дээр суурилдаг, гэхдээ PWM зохицуулагчхүлээгдэж буй multivibrator чип дээр барьж болно
12 вольтын ачаалалд зориулсан импульсийн өргөнтэй хяналтын модулийн сонгодог хэлхээ нь хэлхээг 555 таймер болон хээрийн эффектийн транзистор дээр үндэслэн угсардаг.
Саяхан Али дээр худалдаж авсан 12 В-ын чадалтай жижиг ширээний машины хувьд моторын хурд хянагчийн модуль хэрэгтэй байсан. Ерөнхийдөө би өөрөө хэлхээ хийхээр шийдсэн, учир нь би энэ блокыг дахин захиалахыг хүсэхгүй байгаа тул худалдаж авахад бэлэн худалдаж авахад хэтэрхий үнэтэй байх болно.
12V PWM хянагч хэлхээ
Хэсэг хугацааны дараа би PWM хянагч хэлбэрээр тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд хянагчийн хэлхээ хэрэгтэй гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Энэ нь зөвхөн хөдөлгүүрийн хурдыг өөрчлөхөөс илүү их зүйлийг хийж чадна. Энэ хэлхээ нь янз бүрийн ажлын цикл бүхий 12 вольтын гаралттай бөгөөд бусад олон зорилгоор ашиглаж болно.
- Хөдөлгүүрийн хурд хянагч;
- LED арын гэрэлтүүлэг бууруулагч;
- Халаасан утсанд зориулсан дулаан зохицуулагч;
- Электролитийн сийлбэр хийх хүчдэлийн зохицуулагч гэх мэт.
Бүх сэлбэг хэрэгслийг пенниээр худалдаж авах эсвэл хуучин хэлхээний самбараас эд ангиудыг гагнах боломжтой. Хэлхээг угсрах радио бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалтыг доор харуулав.
Зохицуулагчийн хэсгүүд
- 1 x 0.01uF керамик конденсатор
- 1 x 0.1 uF керамик конденсатор
- 2 х 1N4001 Шулуутгагч диод
- 1 x 1N4004 Шулуутгагч диод
- 1 x IRF530 100V 14A FET
- 1 x 100 Ом эсэргүүцэл
- 1 х 1 кОм эсэргүүцэл
- 1 x NE555 таймер
- 1 x 8 зүү м/с холбогч
- 1 х 100 кОм потенциометр
- 1 x 70 x 100 нэг талт PP
Энэ зураг нь PWM зохицуулагчийг угсрах зориулалттай хэвлэмэл хэлхээний самбарыг харуулсан боловч та өөрөө дизайн хийх боломжтой. Гагнуур хийхдээ 555 таймерын байршилд анхаарлаа хандуулаарай Бусад бүх нарийн ширийн зүйлс нь хаашаа явах нь тодорхой байна.
Самбар дээр 3 холбогч байдаг: GND-ээс C1 хүртэл, зүү 7555-аас D1 хүртэл, GND-ээс IRF530 хүртэл.
Мөн самбар дээр IRF530 транзисторыг нэвтрүүлэх нүх байдаг - энэ нь дулаан шингээгч юм.
Моторыг холбохдоо цахилгаан мотор аль ч чиглэлд зөв ажиллах боловч эцсийн угсралтыг үргэлжлүүлэхийн өмнө хөдөлгүүрийн эргэлтийн чиглэлийг шалгах шаардлагатай болно. За, энэ бол бүхэл бүтэн загвар, туршиж үзсэн бөгөөд 100% ажиллаж байна - үүнийг өөрөө угсрах ажилд амжилт хүсье!
Орчин үеийн цахим технологид цахилгаан моторын хурдыг тохируулах нь өмнө нь хийж байсан шиг тэжээлийн хүчдэлийг өөрчлөх замаар бус, харин цахилгаан моторт өөр өөр хугацаатай гүйдлийн импульс нийлүүлэх замаар хийгддэг. Сүүлийн үед маш их алдартай болсон PWM-ийг эдгээр зорилгоор ашиглаж байна ( импульсийн өргөнийг тохируулсан) зохицуулагчид. Энэ хэлхээ нь бүх нийтийнх бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн хурд, чийдэнгийн тод байдал, цэнэглэгч дэх гүйдлийг хянадаг.
PWM зохицуулагчийн хэлхээ
Дээрх диаграм нь маш сайн ажилладаг, хавсаргав.
Хэлхээг өөрчлөхгүйгээр хүчдэлийг 16 вольт хүртэл өсгөж болно. Ачааллын хүчнээс хамаарч транзисторыг байрлуулна.
Угсарч болно PWM зохицуулагчба энэ цахилгаан хэлхээний дагуу ердийн хоёр туйлт транзистортой:
Шаардлагатай бол KT827 нийлмэл транзисторын оронд R1 - 47к резистор бүхий хээрийн нөлөө бүхий IRFZ44N суурилуулна. Радиаторгүй полевик нь 7 ампер хүртэлх ачаалалд халаахгүй.
PWM хянагчийн ажиллагаа
NE555 чип дээрх таймер нь THR зүүнээс салгагдсан C1 конденсатор дээрх хүчдэлийг хянадаг. Энэ нь дээд хэмжээнд хүрмэгц дотоод транзистор нээгдэнэ. Энэ нь DIS зүүг газардуулгатай холбодог. Энэ тохиолдолд OUT гаралт дээр логик тэг гарч ирнэ. Конденсатор нь DIS-ээр цэнэглэгдэж эхэлдэг бөгөөд үүн дээрх хүчдэл тэг болоход систем нь эсрэг төлөвт шилжих болно - 1-р гаралт дээр транзистор хаагдана. Конденсатор дахин цэнэглэгдэж эхлэх бөгөөд бүх зүйл дахин давтагдана.
С1 конденсаторын цэнэг “R2->дээд гар R1 ->D2”, зам дагуу ялгарах цэнэг: D1 -> доод гар R1 -> DIS. Хувьсах резистор R1-ийг эргүүлэх үед бид дээд ба доод гарны эсэргүүцлийн харьцааг өөрчилдөг. Үүний дагуу импульсийн уртыг түр зогсоох харьцааг өөрчилдөг. Давтамжийг ихэвчлэн C1 конденсатороор тохируулдаг бөгөөд R1 эсэргүүцлийн утгаас бага зэрэг хамаарна. Цэнэг / цэнэгийн эсэргүүцлийн харьцааг өөрчилснөөр бид ажлын мөчлөгийг өөрчилдөг. Resistor R3 нь гаралтыг өндөр түвшинд татахыг баталгаажуулдаг - тиймээс нээлттэй коллекторын гаралт байдаг. Энэ нь бие даан өндөр түвшинг тогтоох боломжгүй юм.
Та диаграмм дээрхтэй ижил утгатай ямар ч диод, конденсаторыг ашиглаж болно. Нэг хэмжигдэхүүн дэх хазайлт нь төхөөрөмжийн үйл ажиллагаанд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй. Жишээлбэл, C1-д тохируулсан 4.7 нанофарад давтамж нь 18 кГц хүртэл буурдаг боловч бараг сонсогдохгүй байна.
Хэрэв хэлхээг угсарсны дараа түлхүүрийн хяналтын транзистор халуу оргих юм бол бүрэн нээгдэхгүй байх магадлалтай. Өөрөөр хэлбэл, транзистор дээр их хэмжээний хүчдэлийн уналт (энэ нь хэсэгчлэн нээлттэй) бөгөөд гүйдэл дамжин урсдаг. Үүний үр дүнд халаалтанд маш их эрчим хүч зарцуулагддаг. Гаралтын үед том конденсатор бүхий хэлхээг параллель болгохыг зөвлөж байна, эс тэгвээс энэ нь дуулж, зохицуулалт муутай байх болно. Шүгэлдэхээс зайлсхийхийн тулд C1-г сонго, исгэрэх нь ихэвчлэн түүнээс гардаг. Ерөнхийдөө хэрэглээний хамрах хүрээ нь маш өргөн бөгөөд үүнийг өндөр хүчин чадалтай LED чийдэн, LED тууз, гэрэлтүүлгийн гэрэлтүүлгийн зохицуулагч болгон ашиглах нь ялангуяа ирээдүйтэй байх болно, гэхдээ дараагийн удаа энэ талаар илүү ихийг хэлэх болно. Энэхүү нийтлэлийг ear, ur5rnp, stalker68-ийн дэмжлэгтэйгээр бичсэн болно.
