Шим регулятор с защитой по току схема

PWM регулятор от 0% до 100% на NE555. Новое схемное решение.

Автор: Simurg, ghjdflf@mail.ru
Опубликовано 5 Сентября 2023
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2023!»

Очень удобно регулировать мощность в нагрузке и ее включать/отключать только одним элементом управления. В представленном варианте регулятора можно полностью выключить, полностью включить и плавно регулировать мощность одним переменным резистором.

Также схема позволяет регулировать мощность внешним напряжением с плавающим максимальным уровнем, который можно задать в пределах от 5 вольт до 12 вольт стабилитроном (его нужно исключить из схемы, если предполагается регулировать только переменным резистором, а не напряжением извне).

Частоту можно задать в широких пределах от 1 Гц до 300 кГц с помощью RC цепи. Метод регулирования мощности комбинированный: ШИМ/ЧИМ. Частота не фиксирована. С повышением мощности частота снижается логарифмически со значительным снижением частоты в почти максимуме.

Плата получается очень компактной:

Схема выполнена на самых дешевых и распространенных компонентах и функционально состоит из двух частей: сам регулятор и драйвер полевых транзисторов.

И сокращенная схема если регулировать переменным резистором:

Регулятор: Особенность схемного решения регулятора заключается в понижении питания таймера на 1,2-1,7 вольт относительно его максимального напряжения задания на выводе 4 и 5. Когда необходимо включить нагрузку полностью, то подают напряжение выше на 1, 2 вольта относительно питания. При этом на выходе 3 устанавливается постоянно высокий уровень. И если надо нагрузку выключить, то подают 0…0,7 вольта на вывод 4 и 5, через 4 вывод на вход сброса подается низкий уровень и таймер на выходе 3 устанавливает постоянно низкий уровень.
Для подавления дребезга (многократного включения/выключения выхода на максимально возможной частоте таймера), который возникает при регулировании около «0» на коротком участке, используется небольшая ПОС резистором «антидребезг» от 4,7к до 20к в зависимости от степени подавления.

Драйвер: Состоит из таймера и повторителя. Управление таймером через вывод 4 сброса. При таком включении используется только выходной каскад, отключая всю остальную часть. Этим обеспечивается максимальна частота переключения, которая может достигать 500 кГц.

Снабберная цепь в стоке-истоке выходных транзисторов, примерно подбирается в зависимости от частоты. Ток ограничен максимально допустимым током выходных транзисторов.

СХЕМА ШИМ РЕГУЛЯТОРА

Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается не изменением питающего напряжения, как это делалось раньше, а подачей на электромотор импульсов тока, разной длительности. Для этих целей и служат, ставшие в последнее время очень популярными – ШИМ (широтно-импульсно модулируемые) регуляторы. Схема универсальная – она же и регулятор оборотов мотора, и яркости ламп, и силы тока в зарядном устройстве.

Схема ШИМ регулятора

ШИМ-регулятор своими руками. НЕ ВЗОРВЕТСЯ !!! Первая схема начинающего, БУДЕТ РАБОТАТЬ НОРМАЛЬНО !!!

Указанная схема отлично работает, печатная плата прилагается.

Без переделки схемы напряжение можно поднимать до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки.

Можно собрать ШИМ регулятор и по такой электрической схеме, с обычным биполярным транзистором:

А при необходимости, вместо составного транзистора КТ827 поставить полевой IRFZ44N, с резистором R1 – 47к. Полевик без радиатора, при нагрузке до 7 ампер, не греется.

Работа ШИМ регулятора

Таймер на микросхеме NE555 следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THR. Как только оно достигнет максимума – открывается внутренний транзистор. Который замыкает вывод DIS на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль.

Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем станет равно нулю – система перекинется в противоположное состояние — на выходе 1, транзистор закрыт. Конденсатор начинает снова заряжаться и все повторяется вновь.

Заряд конденсатора С1 идет по пути: «R2->верхнее плечо R1 ->D2«, а разряд по пути: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS. Когда вращаем переменный резистор R1, у нас меняются соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что, соответственно, меняет отношение длины импульса к паузе. Частота задается в основном конденсатором С1 и еще немного зависит от величины сопротивления R1. Меняя отношение сопротивлений заряда/разряда – меняем скважность. Резистор R3 обеспечивает подтяжку выхода к высокому уровню — так так там выход с открытым коллектором.

Который не способен самостоятельно выставить высокий уровень.

Рекомендации по сборке и настройке

Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно.

Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать.

Чтобы не свистел – подбирайте С1, свист часто идет от него. В общем область применения очень широкая, особенно перспективным будет её использование в качестве регулятора яркости мощных светодиодных ламп, LED лент и прожекторов, но про это в следующий раз. Статья написана при поддержке ear, ur5rnp, stalker68.

Шим регулятор с защитой по току схема

Мощный ШИМ регулятор своими руками. TL494 + IRFZ44n. (PCBWay)

Текущее время: Вт фев 14, 2023 12:13:06

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 8 ]

Заголовок сообщения: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 00:07:17

Доброго времени суток. Хочу предложить такую тему — простой ШИМ-регулятор на 220 вольт.
Сразу скажу что я не считаю себя крупным специалистом — здесь на форуме хватает гораздо более продвинутых.
Эта тема — как-бы небольшая альтернатива простому диммеру на симисторе. Меня она заинтересовала — хотя бы просто как регулятор мощности активного или индуктивного устройства включённого в сеть 220 вольт. То есть для начала просто управлять мощностью например ТЭНа или яркостью лампочек, или управлять коллекторным двигателем.
У меня есть блог http://www.motor-r.info и канал в ютубе https://www.youtube.com/user/roshansky и я там выложил свои первые наработки на эту тему.
Ничего я не выдумывал — взял любимую всеми микросхему NE555 и сделал два варианта такого регулятора — с развязкой по сети 220 вольт и на IGBT транзисторе и без развязки по сети 220 на простых полевиках. Пока попробовал работу на лампочку и на коллекторный двигатель от стиралки — результаты удовлетворительные — всё как-бы работает.
Предлагаю всем поучавствовать в этой теме , покритиковать меня и предложить свои варианты.

pwm_irf840.JPG [88.06 KiB]
Скачиваний: 3176
pwm_igbt01.JPG [121.61 KiB]
Скачиваний: 2162
Заголовок сообщения: Re: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 01:27:46

А чем тиристор или симистор не угодил?
При токе 10А на полевиках будет падать около 5 вольт, плюс на диодном мосту 2 вольта. При токе 10А это почти 70вт потерь, радиатор с табуретку. На симисторе при том же токе упадёт менее 2 вольт, потери менее 20 вт.

_________________
Если вы недовольны своим уровнем жизни, законами нашей страны, уровнем цен, то вспомните всё это при следующих выборах.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.

Заголовок сообщения: Re: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 14:14:50

В некоторых случаях смысл возможно есть, тиристоры не любят работать на коллекторные двигатели, иногда с этим приходится изрядно помучится. А полевики в качестве ключей в данной схеме конечно не целесообразны имеет смысл переделать схему на биполяры, потери будут существенно меньше.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Простые схемы регуляторов тока.

Заголовок сообщения: Re: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 15:43:38

Согласен. Ну я конечно загнул про 10 ампер, это я имел ввиду на будущее.
Реально у коллекторного двигателя от стиралки рабочий ток в пределах 2-3 ампер. В общем для этого двигателя я и делаю регулятор.
Так что тепловые режимы будут в норме.
А во-вторых — элементная база очень быстро совершенствуется — те-же полевики . Вот посмотрел сейчас — новые есть 18N50
У них по сравнению с IRF840 и ток побольше и сопротивление в 4 раза меньше ( 18A, 500V, RDS(ON)=0.265Ω @ VGS=10V )

18N50_mosfet.pdf [163.79 KiB]
Скачиваний: 460

Так что какие-то перспективы есть.

На склад Компэл поступили ИП MORNSUN (крепление на DIN-рейку) с выходной мощностью 240 и 480 Вт. Данные источники питания обладают 150% перегрузочной способностью, активной схемой коррекции коэффициента мощности (ККМ; PFC), наличием сухого контакта реле для контроля работоспособности (DC OK) и возможностью подстройки выходного напряжения. Источники питания выполнены в металлическом корпусе, ПП с компонентами покрыта лаком с двух сторон, что делает ее устойчивой к соляному туману и пыли. Изделия соответствуют требованиям ANSI/ISA 71.04-2023 G3 на устойчивость к коррозии, а также нормам ATEX для взрывоопасных зон.

Заголовок сообщения: Re: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 15:47:59
kentgaryk писал(а):
тиристоры не любят работать на коллекторные двигатели,

Нормально работают, просто RС цепочка должна быть и всё.
kentgaryk писал(а):

А полевики в качестве ключей в данной схеме конечно не целесообразны имеет смысл переделать схему на биполяры, потери будут существенно меньше.

у высоковольтных биполярников Н21 низкий им нужен будет большой ток базы, а это усложнит схему, нужен будет низковольтный источник питания ампера на 2.

Компания MEAN WELL расширила семейство популярных LED-драйверов LCM, выпустив новую модель LCM-40TW с возможностью двухканальной регулировки цветовой температуры светильника по интерфейсу DALI. Новые LED-драйверы предназначены для диммируемых и недиммируемых светодиодных светильников. Драйвер имеет два выходных канала, начальный ток которых можно выбрать, низкие пульсации выходного тока,(Flicker Free), ККМ, низкую потребляемую мощность на холостом ходу и минимальный уровень диммирования.

Заголовок сообщения: Re: Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.
Добавлено: Вс дек 04, 2023 16:10:51

Схема может реализовать в двигателе постоянный ток, но при наличии жёсткого DC звена. А так получаются регулируемые по общей амплитуде выпрямленные полуволны. Это немногим лучше, чем регулирование по углу отпирания, но сеть имеет уже достаточную индуктивность для подкачки тока на двигатель с частотой 10-15кГц. Это помехи и перенапряжения.

Нужно ставить развязывающий конденсатор. Оптрончик 817 на мой взгляд медленный для драйвера.

Шим регулятор с защитой по току схема

Содержание

Регулятор тока на LM358

Шим регулятор с защитой по току схема

СХЕМА ШИМ РЕГУЛЯТОРА

ШИМ-регулятор своими руками. НЕ ВЗОРВЕТСЯ !!! Первая схема начинающего, БУДЕТ РАБОТАТЬ НОРМАЛЬНО !!!

Шим регулятор с защитой по току схема

Мощный ШИМ регулятор своими руками. TL494 + IRFZ44n. (PCBWay)

Простой ШИМ-регулятор на 220 В 10А.

Простые схемы регуляторов тока.

Похожие статьи