Regulátor PWM. Pulzní šířková modulace. Schéma

Při práci s mnoha různými technologiemi se často vyskytuje otázka: jak ovládat dostupnou energii? Co dělat, pokud potřebujete snížit nebo zvýšit? Odpověď na tyto otázky je řadič PWM. Co je to? Kde se uplatňuje? A jak sestavit takové zařízení?

Co je impulzová šířková modulace?

Bez upřesnění významu tohoto výrazu nemá smysl pokračovat. Modulace šíře impulzů je tedy proces řízení výkonu, který se aplikuje na zatížení, prováděné modifikací impulsního pracovního cyklu, který se provádí s konstantní frekvencí. Existuje několik typů modulace šířky impulzů:

1. Analog.

2 Digitální.

3 Binární (dvouúrovňová).

4 Trojnásobné (třístupňové).

Co je řadič PWM?

Nyní, když víme, jaká je pulzní šířka modulace, můžeme mluvit o hlavním tématu článku. Regulátor PWM se používá k regulaci napájecího napětí a k zabránění silné inerciální zátěži v automobilovém a motocyklu. To může znít příliš komplikovaně a nejlépe ilustrovaným příkladem. Předpokládejme, že je nutné, aby světla pro vnitřní osvětlení nezměnila jasnost, a to okamžitě, ale postupně. To platí také pro boční světla reflektory automobilu nebo ventilátory. Tuto touhu si můžete uvědomit instalací tranzistoru regulátor napětí (parametrické nebo kompenzace). Ale při velkém proudu bude přidělen extrémně vysoký výkon a bude vyžadovat instalaci dalších velkých radiátorů nebo přidání systému nuceného chlazení pomocí malého ventilátoru odstraněného z počítačového zařízení. Jak vidíte, tato cesta má mnoho důsledků, které je třeba překonat.

Skutečný regulátor PWM, který pracuje s tranzistory s vysokým výkonem v poli, se stal skutečnou spásou z této situace. Mohou dojíždět velké proudy (dosahující 160 A) při napětí pouze 12-15 V u brány. Mělo by být poznamenáno, že odpor otevřeného tranzistoru je poměrně malý a kvůli tomu může být výrazně snížena úroveň rozptýleného výkonu. Chcete-li vytvořit svůj vlastní řadič PWM, potřebujete ovládací obvod, který může poskytnout rozdíl napětí mezi zdrojem a hradlem v rozmezí 12-15V. Pokud se to nedosáhne, značně se zvýší odpor kanálu a výrazně se zvětší rozptyl. A to zase může vést k tomu, že se tranzistor přehřívá a selže.

Pro regulátory PWM je k dispozici řada mikroobvodů, které mohou odolat nárůstu vstupního napětí na 25-30V, zatímco výkon bude pouze 7-14V. To umožní, aby byl výstupní tranzistor zahrnut do obvodu spolu se společným odtokem. Poté je nutné spojit zatížení se společným mínusem. Příklady zahrnují následující vzorky: L9610, L9611, U6080B ... U6084B. Většina zatížení nesníží proud větší než 10 ampér, takže nemohou způsobit pokles napětí. A jako výsledek je možné použít jednoduché schémata bez zpracování v podobě dalšího uzlu, který zvýší napětí. A právě tyto vzorky PWM regulátorů budou popsány v článku. Mohou být konstruovány na základě asymetrického nebo stand-by multivibrátoru. Stojí za to mluvit o rychlosti motoru regulátoru PWM. O tom dál.

Schéma č.1

Tento obvod regulátoru PWM byl smontován na měničích CMOS IC. Jedná se o generátor obdélníkových impulzů, který působí na 2 logické prvky. Díky diodám se časová konstanta výboje a nabíjení kondenzátoru pro nastavení frekvence mění samostatně. To vám umožňuje změnit pracovní cyklus, který má výstupní impulsy a jako výsledek - hodnotu efektivního napětí, které je na zátěži. V tomto schématu je možné použít libovolné invertující prvky CMOS, stejně jako OR-NOT a I. K176PU2, K561LN1, K561LA7, K561LE5 jsou vhodné jako příklady. Můžete použít jiné typy, ale předtím budete muset pečlivě přemýšlet o tom, jak správně seskupit své vstupy tak, aby mohly vykonávat přidělené funkce. Výhodou schématu je dostupnost a jednoduchost prvků. Nevýhody - složitost (téměř nemožná) vylepšení a nedokonalosti s ohledem na změnu rozsahu výstupního napětí.

Schéma č. 2

Má lepší vlastnosti než první vzorek, ale je obtížnější realizovat. Může regulovat efektivní napětí na zátěži v rozsahu 0-12 V, od kterého se změní z počáteční hodnoty 8-12V. Maximální proud závisí na typu tranzistoru s efektem pole a může dosáhnout významných hodnot. Vzhledem k tomu, že výstupní napětí je úměrné řízení vstupu, lze tento okruh použít jako součást řídícího systému (pro udržení úrovně teploty).

Důvody šíření

Co přitahuje řidiče PWM motoristům? Je třeba vzít v úvahu touhu zvýšit účinnost při výstavbě sekundární zdroje energie pro elektronická zařízení. Kvůli této vlastnosti lze tuto technologii nalézt také při výrobě počítačových monitorů, displejů v telefonech, laptopech, tabletách a podobných zařízeních, a to nejen u automobilů. Mělo by se také zaznamenat významná levost, která se při této technologii liší. Také, pokud se rozhodnete nekupovat, ale vy sami sbíráte řadič PWM, ušetříte peníze zlepšením vlastního auta.

Závěr

No, teď víte, jaká je kontrola výkonu PWM, jak to funguje, a dokonce můžete sami sestavit tato zařízení. Proto pokud chcete experimentovat s vlastnostmi vašeho auta, můžete o tom jen říct jednu věc - udělejte to. A nemůžete jen využít zde prezentovaných schémat, ale také je významně upravte, pokud máte příslušné znalosti a zkušenosti. Ale i když vše nefunguje poprvé, můžete získat velmi cennou věc - zkušenost. Kdo ví, kam příště přijde a jak důležitá bude jeho přítomnost.