Регулировать напряжение питания мощных потребителей удобно с помощью регуляторов с широтно-импульсной модуляцией. Преимущество таких регуляторов заключается в том, что выходной транзистор работает в ключевом режиме, а значить имеет два состояния – открытое или закрытое. Известно, что наибольший нагрев транзистора происходит в полуоткрытом состоянии, что приводит к необходимости устанавливать его на радиатор большой площади и спасать его от перегрева.
Предлагаю простую схему ШИМ регулятора. Питается устройство от источника постоянного напряжения 12В. При указанном экземпляре транзистора, выдерживает ток до 10А.
Рассмотрим работу устройства: На транзисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов. Частота следования импульсов около 7кГц. С коллектора транзистора VT2 импульсы поступают на ключевой транзистор VT3, который управляет нагрузкой. Скважность регулируется переменным резистором R4. При крайнем левом положении движка этого резистора, см. верхнюю диаграмму, импульсы на выходе устройства узкие, что свидетельствует о минимальной выходной мощности регулятора. При крайнем правом положении, см. нижнюю диаграмму, импульсы широкие, регулятор работает на полную мощность.
Диаграмма работы ШИМ в КТ1
С помощью данного регулятора можно управлять бытовыми лампами накаливания на 12 В, двигателем постоянного тока с изолированным корпусом. В случае применения регулятора в автомобиле, где минус соединён с корпусом, подключение следует выполнять через p-n-p транзистор, как показано на рисунке.
Детали: В генераторе могут работать практически любые низкочастотные транзисторы, например КТ315, КТ3102. Ключевой транзистор IRF3205, IRF9530. Транзистор p-n-p П210 заменим на КТ825, при этом нагрузку можно подключать на ток до 20А!
Варианты включения ШИМ регулятора
И в заключении следует сказать, что данный регулятор работает в моей машине с двигателем обогрева салона уже более двух лет.
Motor Control Circuits
Страницы
ШИМ-регулятор оборотов
ШИМ-регуляторы все работоспособны , проверил их работу с помощью двигателя от шуруповёрта.
Снял видео –
119 комментариев:
Частота ШИМа около 40 КГц?
Честно говоря уже точно не помню, в районе 10 – 15 кГц
мска слаба . если кто частоту повышает и уберает свист .то пт 2шт непотянетнужна раскачка пред выход то можно тогда снимать и токи большие для электро велло .
Накидал на макетке схему 1, питание 12,5В, подключил 12В моторчик от шуруповёрта.
1. Обороты изменяются, НО на любых оборотах можно остановить двигатель рукой. Что не так?
2. На низких оборотах свистит, а именно низкие, до 300 нужны. Как убрать свист?
3. При 12,5В питании и 12В моторчике могу ибойтись без стабилизатора?
1. Не хватает мощности блока питания скорей всего.
2. Да, свистит. Как убрать не знаю, но можно попытаться частоту менять конденсатором С1.
3. Можно
Можно подавать на вход любое напряжение или только 12 вольт?
В приведённых схемах напряжение можно подавать до 25-30 вольт, это напряжение ограничено максимально допустимым входным для стабилизатора 7809.
Добрый день! Ссылки на печатные платы у вас не работают.
Проверил – вроде всё работает.
Я конечно извиняюсь но не одна ссылка не открывается.Я уже отключил все расширения и антивирусник.
Все открылось в другом браузере.
Что бы убрать свист нужно конденсатор c1 поставить на 220 pf (проверено на собранной схеме)
здравствуйте, а для двигателя на 48вольт что можете посоветовать?
В общем , схема такая-же. Только надо правильно запитать схему управления на NE555, а также взять подходящие по току и напряжению полевой транзистор и диод.
Здравствуйте! Собрал схему на 5 ампер. Все регулируется и есть легкий свист как у вас. Скажите, пожалуйста, должно ли меняться напряжение на выходе (на клеммах двигателя) при регулировке или нет?
Конечно, будет меняться. Если измерять тестером на постоянке – то напряжение на двигателе будет изменятся от нуля до напряжения питания. Примерно
Спасибо! Очень признателен! Отличный сайт!
Здравствуйте! скажите на схеме между диодом d1 и переменным резистором стоит резистор 1к на печатке же его нет! Это сделано специально?
Да, вы внимательны, но это не принципиально – в сторону максимума убрано ограничение.
здравствуйте не подскажете что может быть собрал схему на 5 ампер подключил в нагрузку мощный кулер но он работает не стабильно, начинает набирать обороты и сбрасывает и снова набирает и сбасывает и так работает с цикличностью
Наверно не хватает мощности блоку питания – чем запитываете кулер?
Все разобрался! Объясню может кому пригодится! Запитывал мощный кулер с током потребления 3,5 А, кулер 4-х пиновый, порыскал по форумам оказалось что для управления такими кулерами не хватает только двух проводов питания нужен управляющий провод (синий)! Подключил так, плюс и минус от блока питания а синий провод питается от стока IRF540
Где купить готовый ШИМ на шуруповёрт
http://got.by/vr019 -можно тут купить
Спасибо а он точно при низких оборотах не потеряет тягу?
Нужен такой как на видео.
Я их делал только для видео и у меня остался ещё на 10 А. Напишите мне на почту roshansky@mail.ru
В Китае можно купить –
http://ali.pub/3zl5i
можно в китае заказать
могу дать ссылку
На печатной плате, между 1 и 8 ножкой стоит конденсатор. На схеме его нет. На фото ШИМ 5 А, он четко виден. Скажите пожалуйста номинал этого конденсатора. Про R2 уже прочитал в комментариях.
Это не принципиально – дополнительно 0.1 мкф по питанию микросхемы.
здравствуйте необходимо инвертировать управление по плюсу,помогите со схемой.
Не схеме нет, а на плате есть резистор со входа + на вход стабилизатора. Для чего? Номинал?
Это просто перемычка – 0 ом
Первую схемку накидал на макетке год назад – работала, правда свистела.
Сегодня протравил Вашу, спаял – не работает. Двигатель от шуруповёрта дёргается, но не крутится. На выходе БП 12В напряжение в такт дёрганью мотора просаживается до 0.
Подключил вместо моторчика лампу 12В 21 Вт – при любом (кроме одного крайнего) положении переменника лампочка ритмично два раза раскаляет нить до красна (но не светится), затем, на третий такт, вспыхивает и горит ярко. Регулировка не работает.
БП китайский 12В 5А тянет автолампу 12В 55А. Пробовал заменить его на 14В АКБ от шуруповёрта – там уж ТОЧНО ток порядочный – тоже самое. Провода между БП, ШИМ и двигателем 2,5мм2 10 см. Переменник припаян на проводах 5 см.
Конденсатор С1 поставил 220 pf.
Добавлю – речь про 5А схему.
Эта схема проверена и много раз. Посмотрите осциллографом что у вас на 3 выходе NE555. Должны быть чёткие прямоугольные импульсы и скважность должна изменяться когда мы крутим переменный резистор. Может быть кондёр С1 маловат, попробуйте запаять больше – 1000 пФ
И какая у вас частота ШИМ получается?
Заработала. Оказалась неисправной микросхема из магазина. Бывает.
Большое спасибо Максим Тишкову за совет по изменению конденсатора – теперь не свистит.
. то ли я в лыжи обутый то ли схема так себе .
Мне для работы нужна лабораторная мешалка, компактная, мешать от 100 мл до 3 литров. 99 % времени обороты 250 об/мин. Вытравил плату, спаял. БП – с Али 12В 5А. Мотор – от шуруповёрта на 12В, магазин "Радио".
На таких оборотах вращение НЕРАВНОМЕРНОЕ, мешалка время от времени останавливается (а я должен быть уверен, что она мешает, пока я другими делами занят. ). ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ от ЛЁГКОГО прикосновения пальца к валу.
Вот https://yadi.sk/d/Tdlv-Lky3MN6am ссылка на фото – общий вид и компоновка. Жёлто-зелёные провода – ПВЗ-2,5.
МОИ ИЗМЕНЕНИЯ в схеме:
1. Чтобы увеличение оборотов мотора происходило при вращении переменника ПО часовой стрелке, поменял местами крайние провода переменника.
2. Чтобы ограничить максимальную частоту вращения, на одну из крайних ножек повесил сопротивление 70кОм*3=210кОм
3. Чтобы не свистела при работе – С1 – 220 пФ.
ВОПРОСЫ:
1. Почему нестабильное вращение на малых оборотах?
2. Почему вращение останавливается "силой мысли"?
ЗЫ Заказал на Али ШИМ за 180 рублей. Посылка уже в Москве, посмотрю как он держит МАЛЫЕ обороты.
ЗЫЫ Мой старенький осцил после 5 лет в гараже приказал долго жить 🙁 Посмотреть импульсы нечем 🙁
Т.е. мне бы регулировку 0-1000 об/мин с нелинейной зависимостью (переменник В?)
Чтобы держали стабильно малые обороты при изменяющейся нагрузке нужна обратная связь по оборотам. Как вариант – контроллер ( например Ардуино) – выход ШИМ – обратная связь от таходатчика ( например датчик Холла ) – программа которая поддерживает обороты двигателя. Силовая часть стандартная.
Неверно выразился-получил бесполезный совет. Сам виноват.
Наливаю воду в стакан, опускаю мешалку, выставляю на глаз 250 об/мин. Мешалка вращается, обороты, на глаз, стабильны, всё в порядке. Нагрузка НЕИЗМЕННАЯ – вода!
Затем, НЕ периодично (от нескольких десятков секунд до нескольких минут) ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ.
Как В ЭТОЙ схеме обеспечить:
1. Стабильную работу на оборотах от 150?
2. Ограничить максимальные 1000-15000?
поправка обороты 1000-1500, а не 15 000
Как купить ваш ШИМ регулятор
+79894400534
Я в общем делал эти ШИМы только для видео и сам я из Беларуси. Аналогичные можно купить в Китае, по ценам с ними конкурировать невозможно.
сколько соит заказ 1 плати в украину? И есть ли ваше прещдставительство в киеве?
Ещё раз повторю – Я в общем делал эти ШИМы только для видео и сам я из Беларуси. Аналогичные можно купить в Китае, по ценам с ними конкурировать невозможно.
Добрый день! Как известно, чем выше частота шим тем сильнее греется мосфет. Мне нужен простой шим с питанием 5-24В, т.к. в качестве нагрузки будет нагревательный элемент, но очень мощный, до 50А. Подскажите как понизить частоту до 30-100Гц, только заменой конденсатора С1 на более ёмкий? Какая емкость нужна?
Заранее огромное спасибо!
Да, чтобы понизить частоту ШИМ – надо увеличить ёмкость конденсатора С1. Попробуйте поставить 0.1 мкФ ( или 0.01 мкФ ), можно подобрать экспериментально, а можно воспользоваться онлайн калькулятором NE555 – задайте поиск и вы увидите. Есть также программы для расчёта схем на NE555 – они тоже все бесплатные и их можно скачать.
Подскажите еще, пожалуйста, переменный резистор принципиально на 100кОм и стабилизатор на 9В? Если резистор на 50кОм и стаб на 12В еще нужно что-то менять?
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
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.