Регулятор мощности для нагрузки на 12В с ШИМ на 10 ступеней


Схема устройства, позволяющего регулировать мощность нагрузки, питающейся от автомобильного аккумулятора, в пределах от 10% до 100%.

Регулировка осуществляется десятью ступенями с помощью переключателя. Данный регулятор можно использовать для регулировки яркости света самодельного прожектора, сделанного из автомобильной фары.

Принципиальная схема

Схема приведена на рисунке. Она представляет собой цифровой генератор импульсов, широту которых можно регулировать ступенчато.

Работает схема следующим образом. Генератор на логических элементах D1.1 и D1.2 генерирует импульсы частотой около 5 кГц, эти импульсы поступают на счетный вход двоично-десятичного счетчика D2.

Принципиальная схема регулятора мощности низковольтной нагрузки с ШИМ на 10 положений

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора мощности низковольтной нагрузки с ШИМ на 10 положений.

Выходные импульсы формируются RS-триггером D1.3-D1.4. Широта выходных импульсов зависит от того, сколько времени за один период обращения счетчика D2 этот триггер находится в единичном состоянии. И так, счетчик все время работает циклически, и логический уровень единицы «пробегает» по его выходам сверху вниз (по схеме).

В начальный момент единица возникает на его выходе «0» и устанавливает триггер в единицу. Сколько времени за один цикл этот триггер будет в единичном состоянии зависит от того в каком положении находится переключатель.

Если как на схеме (10%), то следующий же импульс обнулит триггер, и широта выходных импульсов будет равна периоду импульсов, поступающих на счетный вход счетчика D2. В положении 20%, - широта будет равна двум периодом, 30% - трем, и т.д. А в положении 100% триггер вообще не обнуляется и на его выходе нет импульсов, -только постоянный уровень логической единицы.

Импульсы (или постоянный уровень, при 100% установке) с выхода триггера поступают на ключ, выполненный на полевом транзисторе VT1. Здесь используется транзистор IRF840, сопротивление открытого канала которого равно 0,85 Ом, а максимальный ток стока 8 А.

При таких характеристиках транзистор может управлять лампой мощностью до 90W, но для этого потребуется установить его на довольно объемный радиатор.

При мощности до 25W (например, стандартная автомобильная лампа мощностью 21W) можно обойтись без радиатора, а с лампой мощностью 30-35W достаточно небольшого радиатора (металлическая пластина размерами 30x50 мм).

Следует заметить, что транзистор IRF840 более подходит для управления высоковольтной нагрузкой, а в этой схеме было бы лучше использовать другой, - низковольтный ключевой полевой транзистор с сопротивлением открытого канала в десятые доли ома, и значительно большим выходным током, например, IRFB61N15D, IRF3703, IRF2204, IRF1704, IRF1503, IRF1404.

С такими транзисторами можно коммутировать мощность до 1000W (при напряжении 12V), но они слишком дороги и редко встречаются в продаже. Поэтому, здесь применен доступный транзистор IRF840.

Впрочем, применение транзистора IRF840 позволяет, обеспечив раздельное питание для микросхем и нагрузки, управлять мощностью нагрузки питающейся постоянным или пульсирующим напряжением до 500V.

Налаживание

Налаживания практически не требуется. Микросхемы можно заменить аналогами других серий, например, К176, К1561 или CD40. Точно устанавливать частоту генератора на D1.1-D1.2 не требуется, - только если в вашем случае нужна определенная частота выходных импульсов питания нагрузки.

Лыжин Р. РК-04-08.


0 74 Регуляторы
12В регулятор мощности мощность ШИМ управление нагрузкой
Написать комментарий:

cashback