Domácí PWM ovladač. Co je PWM regulátor, jak funguje a funguje, typy a schémata. Co je pulzně šířková modulace

Jednoduché řešení pro váš úkol!

Jsou dostupné

Modul je postaven na bázi výkonného vypínače IRF2204 s provozním proudem až 210A a je určen k nastavení jasu žárovek, LED pásků a rychlosti otáčení elektromotorů s napětím 6-30V.

Bude užitečný pro nastavení jasu denních světel a bude nepostradatelný pro nastavení rychlosti vařiče, stejně jako regulátor rychlosti pro nafukovací člun s elektromotorem.

Nastavením regulační frekvence PWM se zcela odstraní brum ve vinutí motoru a vestavěná ochrana omezí nadměrný provozní proud.

Specifikace

Zvláštnosti

• Kompaktní velikost
• Široký rozsah plynulého nastavení frekvence PWM - 300-10000Hz.
• Široký rozsah provozního napětí 6-30V
• Možnost omezení provozního proudu.
• Ochrana proti přepólování.
• Postaveno na výkonném polním přepínači IRF2204
• Je možné posílit vypínač.

dodatečné informace

Když je proud větší než 5A, je nutné nainstalovat radiátor. Při maximálním proudu 80A by plocha radiátoru měla být alespoň 600 cm2.

články

Obsah dodávky

• Modul - 1 ks.
• Návod - 1 ks.

Co je potřeba pro montáž

• K připojení budete potřebovat: drát, šroubovák, boční řezáky.

Příprava k použití

• Připojte 12V žárovku ke svorce OUT.
• Připojte 12V napájení ke svorce IN
• Otočte proměnným rezistorem. Při otáčení by se měl měnit jas lampy.
• Kontrola dokončena. Užijte si používání.

podmínky použití

• Teplota -30C až +50C. Relativní vlhkost 20-80% bez kondenzace.

Preventivní opatření

• Nepřekračujte maximální povolené napájecí napětí modulu.
• Nepřekračujte maximální přípustný výkon zátěže.
• Nedodržení těchto požadavků může mít za následek selhání zařízení.

Otázky a odpovědi

• Dobré odpoledne. Dotaz na MP4511 PWM regulátor výkonu 6-35V 80A Úkolem je sestavit elektrokoloběžku a elektromobil pro dítě. K tomu slouží motor 90 W 24 V 7 A pro skútr a motor 110 W z Plynového sporáku na 15 A 12 V a baterie. Prosím o potvrzení, zda jsem správně pochopil. Bude toto zařízení stačit na regulaci rychlosti?! protože Na podomácku vyrobených stránkách si každý objednává čínské ovladače, ale nikdo pomocí tohoto zařízení nic nesestaví. Nebo bude potřeba do okruhu zařadit něco jiného. Také vás žádám, abyste mi řekli náklady na doručení do Orenburgu, potvrzení na poště?! nebo přepravní společnost k adresátovi?! Děkuji.
  • Dobrý den, Viktore! MP4511 je dobrá volba, tento modul bude fungovat s vaším motorem bez dalších zařízení. Ohledně doručení: pracujeme se službou SPSR, náklady na doručení do vašeho města jsou kalkulovány po zadání objednávky.
• Je možné objednat 12(24)-60V 80A???
  • Vladimíre modul s takovými parametry bohužel v prodeji nemáme.
• Ahoj. Chci tímto zařízením plynule regulovat rychlost dětského elektromobilu, prosím o sdělení, zda je možné k němu použít elektronický pedál z Priory (místo trimovacího rezistoru). Existuje menší alternativa k tomuto pedálu?
  • Ahoj! Nevím, na jakém principu funguje elektronický pedál Priory. Pokud je tam proměnný rezistor s odporem 100...500 kOhm, tak to bude stačit.
• Dobré odpoledne. Koupil jsem si modul MP4511 80a. Ležel jsem šest měsíců ladem, ale dnes jsem to potřeboval. Je nutné snížit napětí z baterie šroubováku z 22 na 18 voltů. Připojím baterii a na vstupu regulátoru vidím napětí 6,7 voltu. zátěž je odpojena. Pro testování zátěže připojuji 12 voltovou 5 wattovou lampu, výstupní napětí není větší než 2,3 voltu. Neexistuje žádné schéma. Kde kopat. Můžete mi poslat schéma? S pozdravem, Alexey.
  • Zkontrolujte nainstalované propojky. A kvalita pájení všech součástek.
• Ahoj. Chci tento modul používat v autě. Pro použití tohoto PWM regulátoru po výměně žárovek za LED (připojit na starý odpor 6...12V). Musím dodatečně změnit základní schéma nebo nechat vše tak, jak je?
  • Modul není vhodný pro váš úkol. Protože nastavení se provádí přes obvod -12V
• Je možné připojit el. lodní motor ECO MOTOR PRO NISSAMARAN 36, pokud ano, tak jak na to. Potřebujete šunt, kde ho sehnat a jak odstranit pískání motoru, pokud tam je. Je nutné paralelně s motorem instalovat výkonovou diodu a která je lepší? Rychlost se nastavuje od 0?
  • Umět. Není potřeba instalovat SHUNT. Na jeho místo nainstalujte propojku. Nastavte frekvenci generátoru PWM na Hi. Pokud zbytkové pískání vinutí ruší, zkuste zvýšit frekvenci generátoru PWM na 20 kHz. Chcete-li to provést, změňte hodnotu odporu R1 na 510 Ohm, R5 na 10 kOhm, R8 na 4,7 kOhm. Pro usnadnění ovládání síťového vypínače doporučujeme paralelně instalovat další, na desce je k dispozici prostor označený jako VT2. Výkonové vypínače musí být instalovány na radiátoru o ploše minimálně 1000 cm2..jpg
• Dostal jsem regulátor výkonu, prosím, řekněte mi, jak vyrobit radiátor, pokud jsou na desce dva prvky, kterými by se mělo teplo odvádět, a ne jeden, jako na obrázku, a mezi nimi je NAPĚTÍ! To znamená, že je nebudu moci připojit k jednomu radiátoru, protože dojde ke zkratu a dva radiátory pro každý nebudou fungovat, protože vzdálenost mezi nimi je 1 mm!!!
  • Prvky musí být instalovány na radiátor přes desku pro přenos tepla. V některých případech prvek VD2, který má dvě svorky, nevyžaduje instalaci na radiátor. Zkontrolujte, zda se netopí, jen jej ohněte od radiátoru.
• Jaký typ radiátoru je potřeba? Maximální proud 5A.
  • Optimální bude Sl-01H https://site/shop/1920368
• Je na to krabice?
  • Pro zařízení neexistuje žádné speciální pouzdro. Univerzální pouzdro lze vybrat zde https://site/shop/cases
• Ahoj! Chtěl jsem koupit PWM 4511 cena 1030 doručení 850 rub. proč tak drahé? Město Nalčik, Kabardino-Balkarská republika. Nejde to nějak poslat poštou?
  • Dobré odpoledne. Odeslání ruskou poštou Vyplňte všechna pole v košíku a vyberte platbu online Ruská pošta doručuje pouze zaplacené objednávky. Dobírka není k dispozici!
• Dobrý den. Řekněte mi, tento regulátor lze použít k nastavení tepla nichromu připojením k výstupům napájecího zdroje PC. Omylem jsem koupil regulátor frekvence, nesnižuje napětí)
  • Umět
• Dobrý den, dotaz ohledně MP4511. K úpravě používám chromovaný drát. Napájeno z počítače. PWM mínus, +12V z výstupu mínus na nichrom a druhý konec drátu na 5V zdroj. Vše funguje, ale vinutí napájecího transformátoru skřípe. Jak to mohu odstranit? Z 5V PWM to prostě nefunguje. Musí to být takhle. Možná byste mohli nějak přeskupit propojky?
  • To není vždy možné, protože to přímo závisí na vlastnostech cívek transformátoru a elektromotoru. Hluk vinutí však lze odstranit nebo snížit pomocí řízení frekvence generátoru PWM na modulu.
• Ahoj! Jak mohu zabránit pískání ventilátoru při poklesu otáček?
  • To není vždy možné, protože to přímo závisí na vlastnostech vinutí transformátoru a elektromotoru. Můžete však zkusit změnit hodnotu rezistoru R1 na 510 Ohmů, R5 na 10 kOhm, R8 na 4,7 kOhm.
• Zvládne tento regulátor 500 wattů a 37 voltů?
  • Snese 500W, ale napětí 37V bude na možné hranici mikroobvodu lineárního stabilizátoru. Na jaký mikroobvod to naráží? Pokud je parametr podhodnocen, může se spálit.
• Dobré odpoledne Řekněte mi, je možné ovládat toto zařízení přes Arduino Nano přes analogový výstup 0 - +5V, přes tranzistor, změnit polaritu a připojit jej místo potenciometru?
  • Teoreticky je to možné, měli byste to zkusit.

Nepochopení fungování PWM nebo PWM (Pulse-width modulation) často vede nejen k jejich nesprávnému použití, ale dokonce i k chybám v návrhu zařízení, která k řízení využívají PWM. Zde se omezíme na konkrétní aplikaci a pokusím se vám říci, co je PWM, proč je vyžadováno a jak funguje.

Za prvé, co je PWM?

Kdy je potřeba PWM?

Hlavním důvodem použití PWM je potřeba zajistit nízké stejnosměrné napětí pro napájení elektronických zařízení při zachování vysoké účinnosti, zejména u řízených elektrických pohonů.

Ve vnitřních sítích zařízení se k napájení zařízení používá stejnosměrné napětí omezené množiny napětí, které je často potřeba měnit tak, aby vyhovovalo požadavkům konkrétního zařízení, stabilizovat nebo regulovat. Mohou to být stejnosměrné elektrické pohony, čipy, součásti rádiových zařízení.

Nastavení lze provést pomocí zařízení pro tlumení napětí: odpory, tranzistory (pokud je vyžadováno nastavení). Hlavní nevýhodou tohoto řešení je ztráta výkonu a zvýšená tvorba tepla na regulačních zařízeních.

Protože je známo, že uvolněný výkon se rovná:

P = I x U nebo P = I2 x R W.

pak čím větší je proud I v obvodu a úbytek napětí U, tím větší je ztráta výkonu.R je zde hodnota odporu ovládacího prvku.

Představte si, že potřebujete zhasnout alespoň 3V zatěžovacím proudem 10A, to už je 30W zbytečných. A každý watt ztraceného výkonu nejen zkracuje provozní dobu napájecích zdrojů, ale vyžaduje také další zařízení k odvádění tepla generovaného tímto výkonem.

To platí také pro zhášecí odpory a polovodičová zařízení.

Ale je dobře známo, že polovodičová zařízení fungují velmi dobře (s nízkými ztrátami a vývinem tepla) jako spínače, když mají pouze dva stavy otevřeno/sepnuto.

Tento režim umožňuje snížit ztráty na spínacím polovodičovém zařízení na úroveň:

P max = I x U us

U moderních polovodičových spínačů se blíží 0,3 V a při spotřebě proudu 10 A se výkonové ztráty přiblíží 3 W. To je ve spínacím režimu a při práci v PWM zařízeních je to ještě méně.

Použití PWM umožnilo realizovat výhody klíčového režimu v obvodech, které snižují a regulují stejnosměrné napětí.

Opakuji, pulsně-šířková modulace je ovládání průměrné hodnoty napětí na integrační zátěži změnou pracovního cyklu pulsů pomocí ovládacího klíče.

Činnost PWM na integrační zátěži je znázorněna na Obr. 1.

Obrázek 1

Hlavní podmínkou pro takové použití PWM je přítomnost integrující zátěže.

Protože hodnota amplitudy napětí je rovna E.

Mohou to být integrující RC, LC, RLC nebo RL obvody a mechanické integrátory (například elektromotor).

Když PWM pracuje na integrační zátěži, napětí - ekvivalentní stejnosměrné napětí se mění v závislosti na pracovním cyklu (Q) impulsů.

Q = ta /T< 1

zde: Q - pracovní cyklus, ta - trvání pulsu, T - perioda opakování pulsu.

Vezmeme-li v úvahu pracovní cyklus, ekvivalentní stejnosměrné napětí se bude rovnat:

E eq = Q x E Volt

zde: E eq - ekvivalentní stejnosměrné napětí (Volty), Q - pracovní cyklus, E - napětí zdroje, ze kterého je napájen PWM měnič (Volty).

Ve skutečnosti je na zátěžové svorky PWM přivedeno napětí rovné E a práce vykonaná elektrickým proudem (neboli počet otáček elektromotoru) je přesně určena E ekv. Při obnově na integračním kondenzátoru získáme přesně ekvivalent napětí E.

Výkon přidělený ovládacímu spínači ovládanému PWM se rovná:

P max = Q x I x U us

Načtěte schéma připojení k PWM.

PWM nevyžaduje žádná obvodová řešení odlišná od spínacího obvodu stejnosměrného motoru (zvláštní případ zátěže). Elektromotor se jednoduše připojí ke zdroji energie pracujícímu v režimu PWM. Pokud není v určitých situacích nutné zavést dodatečné filtrování šumu vznikajícího na frontách impulsů. Tento filtr na Obr. 2 ve formě kondenzátorů a tlumicí diody.

Obrázek 2

Na Obr. 2 ukazuje takové spojení.

Vidíme, že spínač (tranzistor s efektem pole) lze jednoduše nahradit proměnným rezistorem.

PWM obvod

V článku „Adaptér pro 3pinový až 4pinový ventilátor“ http://de1fer.ru/?p=45#more-45 poskytuje vlastník blogu schéma ventilátoru s P WM.

Obrázek 3

zde: GND - zem (společné), Ovládání - kontakt P WM ovládání, +12 - napájecí napětí, Sense - výstup snímače otáček.

V tomto obvodu je řízení možné spíše stejnosměrným +I řízením než PWM signálem.

Pro řízení pulzního (PWM) signálu je nutný obvod znázorněný na Obr. 4. A soudě podle parametrů „PWM“ tranzistoru byl vybrán speciálně pro řízení stejnosměrného proudu. Alespoň to bude v tomto režimu normálně fungovat s ventilátorem do 1,6W.

Obrázek 4

Ale v pulzním režimu bez kondenzátoru C se bude tranzistor BC879 zahřívat o něco méně než při stejnosměrném proudu a elektromotor se může zastavit při krátké době trvání proudového pulzu (nízké rychlosti) díky jeho integraci na vstupní kapacitní C vstup tranzistoru.

Hlavní parametry křemíkového bipolárního vysokofrekvenčního npn tranzistoru BC879 od SIEMENS

V případě potřeby deaktivujte řízení PWM (PWM) v obvodu znázorněném na Obr. 3 stačí připojit ovládací kolík k +12v vodiči.

Na fóru Radeon.ru je další verze okruhu ventilátoru s P WM

Obrázek 5

Výrazné rozdíly oproti Obr. 3 ne, jako PWM řízený spínač je použit pouze MOS tranzistor s efektem pole s vestavěným nebo indukovaným kanálem typu p. Tento obvod lze také ovládat jak P WM, tak konstantním napětím (ale nestojí to za riziko - musíte znát parametry tranzistoru).

Tento obvod je plně funkční a nemá nevýhody obvodu znázorněného na Obr. 3.

Chcete-li jej vypnout (podle typu tranzistoru), stačí připojit pin Control na vodič + nebo -.

Pozor kutilové!

Pokud nejste spokojeni s řídicím algoritmem PWM zabudovaným do základní desky (systémové) desky.

A máte reobas (ovladač ovládání ventilátoru), který vám vyhovuje, pak použijte ventilátor s 3pinovým konektorem.

Pokud je vám ventilátor s PWM drahý nebo nemá náhradu, musíte PWM deaktivovat výše popsaným způsobem, vyměnit 4pinový konektor za 3pinový a připojit jej k reobasu.

Pamatujte však, že použití PWM ventilátoru v jakémkoli abnormálním režimu vám neumožní dosáhnout jeho maximálního výkonu.

Použití regulace stejnosměrného proudu současně s PWM se nedoporučuje z důvodu snížení napájecího napětí ventilátoru o 10-20%, které takovému ventilátoru neumožní dosáhnout plného výkonu.

Současné použití s ​​PWM - PWM podél napájecího obvodu může vést k periodické nestabilitě chodu ventilátoru (mezi frekvencemi PWM - PWM může docházet k prokluzu podél napájecího obvodu systémů) a vytvářet nejednoznačnost u systémů vybavených stabilizací otáček Systém. Navíc stejně jako v předchozím případě klesne výsledné napětí na ventilátoru o 10-15%, což takovému ventilátoru neumožní dosáhnout plného výkonu.

Zastavte se tedy u jedné věci. Buď použijte PWM ventilátor, nebo použijte externí ovládání ventilátoru přes napájecí obvod na ventilátoru s 3pinovým konektorem.

Závěr

Použití PWM nebo, jak jsme říkali, PWM zvyšuje účinnost stejnosměrných zařízení snižujících napětí, což snižuje celkovou tvorbu tepla elektronických zařízení s PWM.

PWM umožňuje vytvářet kompaktní vysoce výkonné stejnosměrné elektrické pohonné systémy.

V moderních zařízeních pro řízení stejnosměrného napětí a snižovacích stabilizátorech napětí se úpravy obvykle provádějí pomocí PWM. K tomuto účelu se vyrábějí ovladače, které vyžadují minimum nástavců.

Nyní se můžeme rozloučit s tlumícími odpory a reostaty!

připravil A. Sorokin,

Nejjednodušší způsob, jak uspořádat regulátor rychlosti PWM pro stejnosměrný motor, je použít regulátor PWM. PWM je pulzně šířková modulace, anglicky se tomu říká PWM - Pulse Width Modulation. Nebudu podrobně vysvětlovat teorii, na internetu je spousta informací.

Vlastními slovy – pokud máme 12voltový stejnosměrný motor – pak můžeme upravit otáčky motoru změnou napájecího napětí. Změnou napájecího napětí z nuly na 12 voltů se otáčky motoru změní z nuly na maximum. V případě PWM regulátoru změníme pracovní cyklus impulsů z 0 na 100% a to bude ekvivalentní změně napájecího napětí motoru a podle toho se změní otáčky motoru.

Zvažte první regulátor PWM pro 5 ampérů. Existuje takový oblíbený mikroobvod všech radioamatérů - to je časovač NE555 (nebo sovětský analog KR1006VI). Na tomto čipu je namontován regulátor PWM. Kromě časovače zde používám 9voltový stabilizátor LM7809, výkonný N-kanálový tranzistor s efektem pole IRF540, duální Schottkyho diodu a další drobné díly. Obvod, kterým je tento regulátor sestaven, je všem známý a je velmi oblíbený.

Ve výkonnějším provedení jednoduše používám paralelní zapojení několika polních tranzistorů IRF540 a výkonnější duální Schottkyho diodu. Jinak je vše při starém.

Připojení PWM regulátoru je velmi jednoduché. Vidíte 4 svorky - dvě svorky pro napájení (+) a (-) a dvě svorky pro připojení motoru (M+) a (M-).

Vyrobil jsem i PWM regulátor s proudovou ochranou. Pro tyto účely jsem použil běžný operační zesilovač LM358 a dva optočleny PC817. Při překročení proudu, který jsme nastavili trimrem R12, se spustí latch trigger na operačním zesilovači DA3.1, optočlenech DA4 a DA5 a zablokuje se generování pulzů na 5. větvi časovače NE555. Chcete-li znovu spustit generování, musíte krátce odpojit napájení z obvodu pomocí tlačítka S1.

Napájecí napětí výkonných spotřebičů je vhodné regulovat pomocí regulátorů s pulzně šířkovou modulací. Výhodou těchto regulátorů je, že výstupní tranzistor pracuje ve spínacím režimu, což znamená, že má dva stavy - otevřený nebo zavřený. Je známo, že k největšímu zahřívání tranzistoru dochází v pootevřeném stavu, což vede k nutnosti instalovat jej na velkoplošný radiátor a chránit jej před přehřátím.

Navrhuji jednoduchý obvod regulátoru PWM. Zařízení je napájeno ze zdroje stejnosměrného napětí 12V. Se zadanou instancí tranzistoru vydrží proud až 10A.

Zvažme provoz zařízení: Na tranzistorech VT1 a VT2 je sestaven multivibrátor s nastavitelným pracovním cyklem. Opakovací frekvence pulzu je asi 7 kHz. Z kolektoru tranzistoru VT2 jsou impulsy odesílány do klíčového tranzistoru VT3, který řídí zátěž. Pracovní cyklus je regulován proměnným rezistorem R4. Když je jezdec tohoto rezistoru v krajní levé poloze, viz horní schéma, jsou pulzy na výstupu zařízení úzké, což udává minimální výstupní výkon regulátoru. V krajní pravé poloze, viz spodní schéma, jsou pulsy široké, regulátor pracuje na plný výkon.

Schéma provozu PWM v KT1

Pomocí tohoto regulátoru můžete ovládat 12V domácí žárovky, stejnosměrný motor s izolovaným pouzdrem. Pokud je regulátor použit v autě, kde je mínus připojen k tělu, mělo by být připojení provedeno přes pnp tranzistor, jak je znázorněno na obrázku.
Podrobnosti: V generátoru mohou pracovat téměř všechny nízkofrekvenční tranzistory, například KT315, KT3102. Klíčový tranzistor IRF3205, IRF9530. Tranzistor pnp P210 můžeme nahradit KT825 a zátěž lze připojit na proud až 20A!

A závěrem je třeba říci, že tento regulátor mi v autě s motorem na vytápění interiéru funguje více než dva roky.

Seznam radioprvků

Většina sovětských a zahraničních radioamatérů dobře zná analogový integrovaný časovač SE555/NE555 (KR1006), který vyrábí Signetics Corporation již od roku 1971. Je těžké vyjmenovat, k jakým účelům tento levný, ale multifunkční mikroobvod nebyl během téměř půlstoletí své existence používán. I přes rychlý rozvoj elektronického průmyslu v posledních letech je však stále populární a vyrábí se ve významných objemech.
Jednoduchý obvod automobilového regulátoru PWM nabízený společností Jericho Uno není profesionální, plně odladěný design, který se vyznačuje bezpečností a spolehlivostí. Toto je jen malý levný experiment, sestavený z dostupných rozpočtových dílů a zcela splňující minimální požadavky. Jeho vývojář tedy nepřebírá odpovědnost za cokoli, co se může stát vašemu zařízení při provozu simulovaného obvodu.

Obvod regulátoru NE555 PWM

• elektrická páječka;
• čip NE555;
• proměnný odpor 100 kOhm;
• rezistory 47 Ohm a 1 kOhm 0,5W každý;
• kondenzátor 0,1 µF;
• dvě diody 1N4148 (KD522B).

Postupná montáž analogového obvodu

Princip činnosti PWM regulátoru

Podívejte se na video fungování PWM regulátoru