Плавная регулировка работы вентилятора печки автомобиля (CD4011A)
У большинства популярных автомобилей регулировка скорости вращения вентилятора печки осуществляется при помощи переключателя, имеется всего несколько положений.
Сама регулировка - реостатная, то есть, этот переключатель просто переключает проволочные сопротивления, включаемые последовательно электромотору вентилятора печки. Недостаток такого способа регулировки в том, что невозможно установить очень маленькую скорость вращения вентилятора или какую-то промежуточную, оптимальную.
Например, вентилятор печки автомобилей ВАЗ слишком шумный, и даже на самом нижнем пределе шумит сильно и слишком сильно дует. В любом случае, как бы ни был хорош и бесшумен вентилятор, плавная регулировка всегда будет предпочтительней, более удобной.
Конечно, можно изменить частоту вращения на каком-то положении переключателя, например, понизить минимальную скорость увеличением сопротивления. включаемого последовательно электромотору.
Но это в конечном итоге приводит к тому, что мотор может и просто остановиться, или работать неустойчиво потому что постоянного тока будет недостаточно.
Все же желательна плавная регулировка. Здесь описывается плавный регулятор частоты вращения вентилятора печки в широких пределах, при помощи переменного резистора. Но он не меняет постоянный ток или напряжение на электромоторе, он работает на принципе широтно-импульсной модуляции.
Ток на электромотор поступает импульсами, широту которых можно регулировать этим переменным резистором. Частота вращения вентилятора будет в прямой зависимости от широты импульсов, поступающих на электромотор.
Принципиальная схема
Схема состоит из генератора импульсов на логических элементах, с регулируемой скважностью, выполненного на микросхеме D1 и мощного выходного каскада. Используется микросхема типа К561ЛА7, которая содержит четыре логических элемента.
Эти логические элементы используются как инверторы (входы каждого соединены вместе), поэтому вместо К561ЛА7 можно с тем же успехом использовать и К561ЛЕ5. На первых двух элементах микросхемы собран собственно мультивибратор, который и генерирует импульсы.
Скважность этих импульсов можно регулировать переменным резистором R1, который изменяет величину резистивной составляющей RC-цепи в зависимости от полу-периода генерируемого импульса.
Диоды VD1 и VD2 переключают «половинки» переменного резистора, перераспределяя сопротивление в зависимости от полу-периода генерируемого импульса.
Рис. 1. Принципиальная схема устройства плавной регулировки работы вентилятора печки автомобиля.
В результате, переменный резистор R1 практически не изменяет частоту генерируемых импульсов, но изменяет их скважность, что в данном случае имеет значение.
С выхода мультивибратора (с выхода элемента D1.2) импульсы поступают сначала на буферный каскад, состоящий их двух включенных параллельно логических элементов D1.3 и D1.4.
К их, соединенными вместе, выходам подключен усилитель мощности на транзисторах VТ1 и VТ2, а с выхода этого усилителя мощности импульсы поступают на выходной мощный ключ на двух, включенных параллельно ключевых полевых транзисторах VT3 и VТ4.
Спрашивается, почему бы не подключить затворы полевых транзисторов прямо на выходы логической микросхемы, ведь сопротивление этих затворов к бесконечности?
Это конечно так, но затворы мощных полевых транзисторов обладают существенной емкостью, при заряде и разряде которой возникают короткие, но значительные импульсы тока, которые могут повредить выходы микросхем.
Вариант с токоограничивающим резистором здесь то же не подходит, он годится для выключателей, но здесь будут импульсы, а резистор с емкостью затвора создаст интегрирующую RC-цепь, и фронты и спады импульсов станут пологими, и транзисторы начнут перегреваться.
В общем, двухтактный усилитель мощности на биполярных транзисторах - оптимальный вариант. Каждый транзистор IRF4905 рассчитан на максимальный ток стока до 70А. Но это при использовании радиатора.
Детали и налаживание
Мотор вентилятора печки потребляет ток около 15-20А, при работе с таким током два, включенных параллельно транзистора IRF4905 могут работать без радиатора.
Диоды VD3 и VD4 служат для ускорения заряда и разряда емкостей затворов при изменении на затворах логического уровня.
При налаживании пределы регулировки можно уменьшить и сместить к среднему значению подбором сопротивления резистора R2 Чем больше это сопротивление, тем уже пределы регулировки, и ближе к среднему значению.
Смещать пределы регулировки к крайним значением можно добавляя резисторы последовательно VD1 и VD1.
Туликов Д. Н. РК-01-2020.
- Звуковой сигнализатор напоминающий о включении фар автомобиля
- Автоматическое включение дневных огней в автомобиле, датчик работы двигателя
- Контроль за тем закрыта ли дверь в автомобиле
- Универсальный автомобильный пробник
Вариант печатной платы для этой схемы - Скачать.
Перечень элементов: