PWM krmilnik. Modulacija širine impulza. Shema

Pri delu z različnimi tehnologijami se pogosto pojavlja vprašanje: kako nadzorovati moč, ki je na voljo? Kaj storiti, če morate znižati ali povečati? Odgovor na ta vprašanja je PWM krmilnik. Kakšen je? Kje se uporablja? In kako sestaviti tako napravo?

Kaj je impulzna širina modulacije?

Brez pojasnitve pomena tega izraza ni smiselno nadaljevati. Torej je modulacija širine impulzov proces nadzora moči, ki se uporablja za obremenitev, ki se izvede s spremembo pulznega obratovalnega cikla, ki se izvaja na konstantni frekvenci. Obstaja več vrst impulzne širine modulacije:

1. Analog.

2 Digitalno.

3 Binarni (na dveh ravneh).

4 Trikratni (tri ravni).

Kaj je PWM krmilnik?

Zdaj, ko vemo, kaj je impulzna širina, lahko govorimo o glavni temi članka. PWM krmilnik se uporablja za regulacijo napajalne napetosti in za preprečevanje močnih inercijskih obremenitev v avtomobilih in motornih kolesih. To se morda zdi preveč zapleteno in najbolje ponazorjeno z zgledom. Recimo, da je potrebno, da notranjost svetilke razsvetljave spremeniti svojo svetlost ne takoj, ampak postopoma. To velja tudi za stranske luči avtomobilski žarometi ali ventilatorji. To željo lahko uresničite z namestitvijo tranzistorja regulator napetosti (parametrično ali kompenzacijsko). Toda z velikim tokom bo dodeljena izredno velika moč in bo potrebna namestitev dodatnih velikih radiatorjev ali dodajanje prisilnega hladilnega sistema z majhnim ventilatorjem, ki bo odstranjen iz računalniške naprave. Kot lahko vidite, ta pot prinaša številne posledice, ki jih bo treba premagati.

Pravi PWM krmilnik, ki deluje na močnih tranzistorjih s efektom polja, je postal resnična rešitev od te situacije. Lahko vozijo velike tokove (ki dosežejo 160 amperov) pri napetosti samo 12-15V na vratih. Opozoriti je treba, da je upor odprtega tranzistorja precej majhen, zaradi česar se lahko raven disipirane moči znatno zmanjša. Če želite ustvariti svoj PWM krmilnik, potrebujete krmilno vezje, ki lahko zagotovi napetostno razliko med virom in vrati v območju 12-15V. Če to ne bo doseženo, se bo upor kanala močno povečal in razpršena moč se bo znatno povečala. To pa lahko pripelje do tega, da se tranzistor pregreje in ne uspe.

Na voljo so številna mikrovezja za PWM regulatorje, ki lahko prenesejo povečanje vhodne napetosti na 25-30V, medtem ko je moč le 7-14V. To bo omogočilo, da bo izhodni tranzistor vključen v vezje skupaj s skupnim odtokom. To pa je potrebno za povezavo tovora s skupnim minusom. Primeri vključujejo naslednje vzorce: L9610, L9611, U6080B ... U6084B. Večina obremenitev ne porabi več kot 10 amperov, zato ne morejo povzročiti padca napetosti. Posledično je mogoče uporabiti enostavne sheme brez izdelave v obliki dodatnega vozlišča, ki bo povečalo napetost. V članku bomo razpravljali o teh vzorcih regulatorjev PWM. Konstruirajo se lahko na osnovi asimetričnega ali pripravljalnega multivibratorja. Vredno je govoriti o hitrosti motorja PWM krmilnika. O tem še naprej.

Shema №1

To vezje regulatorja PWM je bilo sestavljeno na pretvornikih CMOS IC. Gre za generator pravokotnih impulzov, ki deluje na 2 logična elementa. Zaradi diode se časovna konstanta praznjenja in polnjenja kondenzatorja frekvenčnih nastavitev spreminja ločeno. To vam omogoča, da spremenite delovni cikel, ki ima izhodne impulze, in kot rezultat - vrednost efektivne napetosti, ki je na obremenitvi. V tej shemi je mogoče uporabiti kakršne koli inverzne CMOS elemente, kot tudi OR-NOT in I. K176PU2, K561LN1, K561LA7, K561LE5 so primerni kot primeri. Uporabite lahko druge vrste, vendar morate pred tem skrbno razmisliti o tem, kako pravilno združiti njihove vnose, tako da lahko opravijo dodeljeno funkcionalnost. Prednosti sheme so razpoložljivost in enostavnost elementov. Slabosti - kompleksnost (skoraj nemogoče) izboljšanja in nepopolnosti glede na spremembo obsega izhodne napetosti.

Shema №2

Ima boljše lastnosti kot prvi vzorec, vendar ga je težje izvajati. Lahko regulira efektivno napetost na obremenitvi v območju 0-12V, na katero se spremeni od začetne vrednosti 8-12V. Maksimalni tok je odvisen od tipa tranzistorja s efektom polja in lahko doseže pomembne vrednosti. Glede na to, da je izhodna napetost sorazmerna z vhodnim krmiljenjem, se lahko to vezje uporablja kot del krmilnega sistema (za vzdrževanje temperaturne ravni).

Razlogi za širjenje

Kaj privlači avtomobiliste PWM krmilnik? Opozoriti je treba na željo po povečanju učinkovitosti pri gradnji sekundarnih viri energije za elektronsko opremo. Zaradi te lastnosti se ta tehnologija lahko najde tudi v proizvodnji računalniških monitorjev, zaslonov v telefonih, prenosnih računalnikih, tablicah in podobni opremi, ne samo v avtomobilih. Prav tako je treba opozoriti, znatne cheapness, ki je drugačen za to tehnologijo pri njegovi uporabi. Tudi, če se odločite, da ne boste kupovali, ampak sami zbirate PWM krmilnik, lahko prihranite denar z izboljšanjem lastnega avtomobila.

Zaključek

No, zdaj veste, kaj je nadzor moči PWM, kako deluje, in lahko tudi sami sestavljate take naprave. Torej, če želite eksperimentirati z zmogljivostmi vašega avtomobila, lahko rečete le eno stvar o tem - to storite. In ne morete samo izkoristiti shem, predstavljenih tukaj, ampak tudi bistveno jih spremeniti, če imate ustrezno znanje in izkušnje. Toda tudi če vse ne uspe prvič, lahko dobite zelo dragoceno stvar - izkušnjo. Kdo ve, kje bo naslednjič prišel prav in kako pomembna bo njegova prisotnost.