Шим регулятор напряжения 12в своими руками

Содержание

Простой регулятор напряжения на одном MOSFET транзисторе! Только две детали!
ШИМ регулятор напряжения 12 вольт. Две схемы
ШИМ регулятор напряжения 12 вольт — описание
Мощный ШИМ регулятор своими руками
ШИМ регулятор 12В на 555
Схема ШИМ на 12 В для ламп
Супер-Простой регулятор мощности ШИМ своими руками! Всего 9 деталей! 6-12V
Упрощенный ШИМ 12V регулятор постоянного тока
Мощный 6-ти канальный ШИМ (PWM) регулятор с ручным управлением
ШИМ регулятор на NE555 своими руками
- Похожие статьи

Простой регулятор напряжения на одном MOSFET транзисторе! Только две детали!

Особенностью данных схем является возможность применить фактически любые имеющиеся в наличии операционные усилители, с напряжение питания на уровне 12 вольт, например, операционный усилитель LM324 или операционный усилитель LM358.

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт. Две схемы

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт. В данной статье приводится описание двух принципиальных схем регулятора основанных на широтно — импульсной модуляции (ШИМ) постоянного тока, которые реализованы на базе операционного усилителя К140УД6.

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт — описание

Особенностью данных схем является возможность применить фактически любые имеющиеся в наличии операционные усилители, с напряжение питания на уровне 12 вольт, например, операционный усилитель LM324 или операционный усилитель LM358.

Изменяя величину напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя (вывод 3) можно изменять величину выходного напряжения. Таким образом, эти схемы можно использовать как регулятор тока и напряжения, в диммерах, а также в качестве регулятора оборотов двигателя постоянного тока.

Схемы достаточно просты, состоят из простых и доступных радиокомпонентов и при верном монтаже сразу начинают работать. В качестве управляющего ключа применен мощный полевой n- канальный транзистор. Мощность полевого транзистора, а так же площадь радиатора, необходимо подобрать согласно току потребления нагрузки.

Для предупреждения пробоя затвора полевого транзистора, в случае использовании ШИМ регулятора с напряжением питания 24 вольта, необходимо между затвором VT2 и коллектором транзистора VT1 подключить сопротивление величиной в 1 кОм, а параллельно сопротивлению R7 подключить стабилитрон на 15 вольт.

В случае если необходимо изменять напряжение на нагрузке, один из контактов которой подсоединен к «массе» (такое встречается в автомобиле), то применяется схема, в которой к плюсу источника питания подсоединяется сток n -канального полевого транзистора, а нагрузка подключается к его истоку.

Желательно для создания условий, при котором открытие полевого транзистора будет происходить в полной мере, цепь управления затвором должна содержать узел с повышенным напряжением порядка 27…30 вольт. В этом случае напряжение между истоком и затвором будет более 15 В.

Если ток потребления нагрузкой менее 10 ампер, то возможно применить в ШИМ регуляторе мощные полевые p- канальные транзисторы.

Во второй схеме ШИМ регулятор напряжения 12 вольт меняется и вид транзистора VT1, а также меняется направление вращения переменного резистора R1. Так у первого варианта схемы, уменьшение напряжения управления (ручка потенциометра перемещается к «-» источника питания) вызывает увеличение напряжения на выходе. У второго варианта все наоборот.

Мощный ШИМ регулятор своими руками

ШИМ регулятор 12В на 555

Представляем простую конструкцию регулятора мощности, схема которого построена на таймере 555, работающем в режиме ШИМ. Транзисторы IRF3205 являются управляемыми элементами, причем транзисторы соединены параллельно для уменьшения сопротивления и лучшего рассеивания тепла.

Схема ШИМ на 12 В для ламп

Напряжение от трансформатора выпрямляется мостом на 50 А, установленным на радиаторе. Подается оно далее на стабилизатор 8 В, а затем в схему управления. Устройство должно было работать с несколькими галогенками 12 В 50 Вт.

Кстати, вы можете хорошо уменьшить нагрев транзисторов снизив частоту коммутации – на это стоит обратить внимание.

При полной яркости будет ток в нагрузке около 25 А. Так что уделите особое внимание винтовым соединительным разъемам. Кабели сечением 1,5 мм2 тоже недостаточны для такого большого тока.

Конечно, затворы лучше переключать напряжением около 10 – 12 В (не более 15 В для безопасности МОП-транзисторов), чем 6 В, хотя бы для того чтобы быть уверенным в их насыщении во включенном состоянии. А более высокое напряжение также означает более быструю перезагрузку затворов, что приводит к более короткому переходному времени, а это снижает потери мощности на них. Если они не насыщаются, то тепло, генерируемое на них с высокой рабочей мощностью, заставит транзисторы сильно греться.

Супер-Простой регулятор мощности ШИМ своими руками! Всего 9 деталей! 6-12V

Чтобы поднять управляющее напряжение, достаточно подключить R3 напрямую к источнику питания, а не к стабилизатору. Чтобы ускорить переключение, предлагаем конденсатор 0.1 мкФ поставить параллельно с R2 и, если необходимо, дополнительно в ряд перед этим параллельным соединением резистор, чтобы минимизировать токи при разряде конденсатора.

Вместо резистора R3 ещё лучше ставить резисторы 5-10 Ом в затворах mosfet и использовать более мощные биполярные транзисторы, например семейства BD136 – BD140 соответствующих типов проводимости.

Полезное: Усилитель для авто 2 x 30W на микросхеме TDA7394

Упрощенный ШИМ 12V регулятор постоянного тока

Для регуляторов оборотов мотора постоянного тока можно использовать эту, показанную выше схему. Здесь нет необходимости использовать управляющие транзисторы. Mosfet могут быть подключены параллельно, добавив один 30-ти омный резистор к затвору каждого транзистора. Плату можете скачать в архиве.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Мощный 6-ти канальный ШИМ (PWM) регулятор с ручным управлением

Шим регулятор напряжения 12в своими руками

Прямой применяемости устройства в авто я не вижу, но решения можно использовать в таких поделках, как регулировка яркости фар, подсветки салона, плавного розжига, дальний в пол накала и т.д. и .т.п… Просто используйте силовую часть в ваших целях. Для управления яркостью ламп дальнего света достаточно одного канала по схеме с одним 555 таймером) с нагрузкой 120W вполне можно обойтись без вентилятора.
У меня же возникла необходимость сделать усилитель ШИМ сигнала c шести PWM выходов Arduino Uno R3 для управления в течении нескольких дней подсветкой в большой рекламной конструкции.
Что имелось —
3 шт. импульсных БП 12V/350W, шесть независимых нагрузок по 150 — 200W и контроллер на базе Arduino.
Для того, что бы была возможность впоследствии использовать усилитель в других целях решил добавить встроенный ШИМ регулятор на 555 таймере на 3 канала. Это позволит к примеру — настроить нужный цвет RGB ленты вручную с суммарной мощностью больше 1 kWt. По работе иногда требуется и такое)
Для начала пробы на макете —

ШИМ регулятор на NE555 своими руками

Полный размер
Пробы на макете

Полный размер
Готовый регулятор

Схема для встроенного ШИМ найдена здесь же — на просторах драйва и воплощена в железе на трех 555 таймерах, выход каждого из них подключен к двум каналам усилителя. Для использования внешнего сигнала достаточно просто снять тумблером питание с этой платы. Для питания ардуины предусмотрен линейный стабилизатор 7808, общий провод которого так же является общим для сигнальных выходов контроллера. Это напряжение там всегда присутствует, если подключен хотя бы один БП.
Сам усилитель представляет собой 6 полевиков, выбранных в чипе-дипе исходя из оптимального соотношения параметров цена/ток/сопротивление канала + управление логическим уровнем. Таким транзистором оказался IRLZ44NPBF, N-канал 55V 47А logic в корпусе TO-220 по 33 рубля за штуку. Полевики установлены на радиаторы с площадью около 100 кв.см. Драйвер для управления не использовал, обошелся решением «для бедных» — комплементарная пара на канал BC337-327 в корпусе ТО-92.

Для защиты выходов от КЗ установил обычные автомобильные предохранители 20A.
Корпус склеен из ПВХ толщиной 3мм. Для охлаждения в торце корпуса установлен кулер. При токах меньше 12А на канал и управлении от встроенного ШИМ радиаторы остаются холодными. При нагрузке 16-18А становятся теплыми, но не кипят.

Нужно было предусмотреть включение кулера в зависимости от температуры, ибо коробочка получилась шумной, но это учту в следующей подобной поделке.
_
Видео работы от Arduino с нагруженным каналом (больше 200W) — Слышно как «поют» нити ламп накаливания с частотой ШИМ ардуины. С лентой такого конечно же не будет.

_
Видео работы от внутреннего ШИМ и Arduino на RGB ленту —

__________
ЗЫ.
Дабы не отвечать на каждый похожий комментарий вроде «для чего нужен драйвер» и «если IRLZ44N открывается логическим уровнем, почему я не повесил каналы напрямую к ардуине» решил сделать небольшое дополнение для очень продвинутых советчиков-теоретиков.
1. Ток каждого выхода контроллера — ДО 40 мА.
2. Суммарный ток на всех выводах контроллера — 200 мА.
3. Частота шим на 5-6 выходе ардуины — почти килогерц.
4. Частота шим на 3,11, 9-10 выходе ардуины — 488 Гц.
5. Напряжение (уровень) на затворе и ток заряда емкости затвора — вещи как ни странно разные, хотя и взаимозависимые.
6. Ток затвора должен быть таким, чтобы успеть полностью открыть и закрыть полевик на заданной частоте ШИМ.

Теперь давайте все же заглянем в даташит транзистора и найдем его параметр Qg Total Gate Charge — 48, поделим его на Turn-On Time, и о, чудо! — получим ток в начале заряда около 0,4 А. Это конечно для предельных частот будет справедливо, и ток конечно снижается по экспоненте от начала заряда, но все же если подходить с этой стороны — какой тут выход ардуины может быть? Еще нужно так же прикинуть ток, разряжающий емкость затвора при закрытии. А если увеличить частоту ШИМ? Усилитель то — универсальный. А я по току не лезу хоть как.

А значит будем либо ломать фронты и греть воздух, либо таки — подобие драйвера. В этой схеме драйвер конечно не обеспечивает максимальный ток из расчета выше, но и превышает допустимый для ардуины (причем намного), хотя является достаточным для работы в качестве управлялки яркостью с разумными частотами ШИМ. Хотя у меня и нагрузка не предельная — максимум 40% от паспортной, транзисторы уже становятся теплыми. Это нормально при имеющемся сопротивлении открытого канала ( этот драйвер не обеспечивает нормальные фронты) и токе 18-20 А.
Теперь к нашим баранам.
Если вывести частоту шим за пределы слышимости (чтобы управлять двигателем например и не слышать писка шим) подключенные к выходам ардуины полевики начнут закипать просто не успевая открываться. Да и на 400 Гц. будет то же самое. Если кто хочет пожечь свой контроллер или горстку n-канальных полевичков — разубеждать не буду, развлекайтесь.
Поскольку использовать в дальнейшем усилитель с ардуино не планируется, большой ценой 6 пар BC327-337 за универсальность не назовешь. Да и не только в этом дело. Если хотите коммутировать большие токи, используя параметры транзистора хотя бы на половину — без простейших драйверов вы не обойдетесь. Единственное, что я бы изменил — уменьшил номинал Rg до 100-150 мА тока коллектора драйвера, (R1, R5 и т. д по схеме).

Как то так.
Поскольку от задания до готового усилителя времени было всего пару дней и с макета после проверки без каких либо расчетов схему перенёс на печать — в планах повторить аналогичный регулятор с точно рассчитанным драйвером для предельной частоты этих же ключей и максимальным током 40 А на канал. Также обойтись одним общим радиатором без принудительного охлаждения, уменьшить в несколько раз габариты устройства. Отчет конечно же будет)
Удачи в ваших начинаниях)