PWM - 555 Motordrehzahlregler

Der 555-Timer wird häufig in Steuergeräten verwendet, z PWM - Drehzahlregler von Gleichstrommotoren.

Jeder, der jemals einen Akkuschrauber benutzt hat, muss ein Quietschen von innen gehört haben. Dies wird von den Motorwicklungen unter dem Einfluss der vom PWM-System erzeugten Impulsspannung gepfiffen.

Eine andere Möglichkeit, die Drehzahl des an die Batterie angeschlossenen Motors zu regeln, ist einfach unanständig, obwohl dies möglich ist. Schließen Sie beispielsweise einfach einen leistungsstarken Rheostat in Reihe mit dem Motor an oder verwenden Sie einen einstellbaren linearen Spannungsregler mit einem großen Kühler.

Option PWM - Controller basierend auf 555 Timer in Abbildung 1 gezeigt.

Die Schaltung ist recht einfach und alles basiert auf einem Multivibrator, obwohl er in einen Impulsgenerator mit einem einstellbaren Arbeitszyklus umgewandelt wird, der vom Verhältnis der Ladegeschwindigkeit und der Entladung des Kondensators C1 abhängt.

Der Kondensator lädt sich über die Schaltung auf: +12 V, R1, D1, die linke Seite des Widerstands P1, C1, GND. Und der Kondensator wird entlang der Schaltung entladen: die obere Platte C1, die rechte Seite des Widerstands P1, die Diode D2, Pin 7 des Timers, die untere Platte C1. Durch Drehen des Schiebereglers des Widerstands P1 können Sie das Verhältnis der Widerstände seines linken und rechten Teils und damit die Lade- und Entladezeit des Kondensators C1 und folglich das Tastverhältnis der Impulse ändern.

Abbildung 1. Schema des PWM-Controllers auf dem 555-Timer

Dieses Schema ist so beliebt, dass es bereits als Set erhältlich ist, was in den folgenden Abbildungen dargestellt ist.

Abbildung 2. Schematische Darstellung eines Satzes von PWM - Reglern.

Hier werden auch Zeitdiagramme angezeigt, aber leider werden die Details der Teile nicht angezeigt. Sie sind in Abbildung 1 zu sehen, für die er tatsächlich hier gezeigt wird. Stattdessen Bipolartransistor TR1 ohne Änderung der Schaltung können Sie ein starkes Feld anlegen, das die Lastleistung erhöht.

Übrigens erschien auf dieser Schaltung ein weiteres Element - die D4-Diode. Ihr Zweck ist es, die Entladung des Kondensators C1 durch die Stromquelle und die Last - den Motor - zu verhindern. Dies stellt eine Stabilisierung der PWM-Frequenz sicher.

Mit Hilfe solcher Schemata ist es übrigens möglich, nicht nur die Drehzahl des Gleichstrommotors zu steuern, sondern auch nur die aktive Last - eine Glühlampe oder eine Art Heizelement.

Abbildung 3. Die Leiterplatte des PWM-Controller-Kits.

Wenn Sie ein wenig arbeiten, ist es durchaus möglich, eine mit einem der Programme zum Zeichnen von Leiterplatten neu zu erstellen. Angesichts der geringen Detailgenauigkeit lässt sich eine Instanz durch Oberflächenmontage leichter zusammenbauen.

Abbildung 4. Aussehen eines Satzes PWM-Regler.

Das bereits kompilierte Unternehmensset sieht zwar ziemlich hübsch aus.

Hier stellt vielleicht jemand eine Frage: „Die Last in diesen Reglern ist zwischen +12 V und dem Kollektor des Ausgangstransistors angeschlossen. Und was ist zum Beispiel mit einem Auto, weil dort bereits alles mit der Masse, dem Körper und dem Auto verbunden ist? “

Ja, Sie können nicht gegen die Masse argumentieren. Hier können wir nur empfehlen, den Transistorschalter auf den Spalt des „positiven“ Kabels zu stellen. Eine mögliche Variante eines solchen Schemas ist in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5

Abbildung 6 zeigt eine separate Ausgangsstufe. auf dem MOSFET-Transistor. Der Drain des Transistors ist mit einer + 12V-Batterie verbunden, der Verschluss „hängt“ nur in der Luft (was nicht empfohlen wird), die Last ist im Quellstromkreis enthalten, in unserem Fall eine Glühbirne. Dieses Bild zeigt nur die Funktionsweise des MOSFET-Transistors.

Abbildung 6

Um den MOSFET-Transistor zu öffnen, reicht es aus, eine positive Spannung an das Gate relativ zur Source anzulegen. In diesem Fall leuchtet die Lampe vollständig auf und leuchtet, bis der Transistor geschlossen ist.

In dieser Figur ist es am einfachsten, den Transistor zu schließen, indem das Gate mit der Source kurzgeschlossen wird.Ein solcher manueller Verschluss zum Testen des Transistors ist durchaus geeignet, aber in einer realen Schaltung müssen umso mehr Impulse hinzugefügt werden, je gepulster sie sind, wie in Abbildung 5 dargestellt.

Wie oben erwähnt, ist eine zusätzliche Spannungsquelle erforderlich, um den MOSFET-Transistor zu öffnen. In unserer Schaltung spielt der Kondensator C1 seine Rolle, der über die Schaltung +12 V, R2, VD1, C1, LA1, GND aufgeladen wird.

Um den Transistor VT1 zu öffnen, muss eine positive Spannung vom geladenen Kondensator C2 an sein Gate angelegt werden. Es ist offensichtlich, dass dies nur geschieht, wenn der Transistor VT2 geöffnet ist. Dies ist nur möglich, wenn der Transistor des Optokopplers OP1 geschlossen ist. Dann öffnet die positive Spannung von der positiven Seite des Kondensators C2 durch die Widerstände R4 und R1 den Transistor VT2.

In diesem Moment sollte das PWM-Eingangssignal niedrig sein und die Optokoppler-LED überbrückt sein (dieser Einschluss von LEDs wird oft als invers bezeichnet), daher ist die Optokoppler-LED aus und der Transistor ist geschlossen.

Um den Ausgangstransistor zu schließen, müssen Sie sein Gate mit der Source verbinden. In unserer Schaltung geschieht dies, wenn der Transistor VT3 öffnet, und dies erfordert, dass der Ausgangstransistor des Optokopplers OP1 offen ist.

Das PWM-Signal ist zu diesem Zeitpunkt hoch, so dass die LED nicht überbrückt und die darauf gelegten Infrarotstrahlen aussendet. Der Optokopplertransistor OP1 ist offen, was zur Trennung der Last - der Glühlampe - führt.

Als eine der Optionen für die Verwendung eines solchen Schemas in einem Auto sind dies Tagfahrlichter. In diesem Fall behaupten Autofahrer, Fernlichtlampen zu verwenden, die im vollen Licht enthalten sind. Meistens sind diese Designs auf MikrocontrollerDas Internet ist voll davon, aber mit einem Timer ist es einfacher NE555.

FORTSETZUNG ARTIKEL: Treiber für MOSFET-Transistoren auf einem 555-Timer

Boris Aladyshkin