Svetainės skyriai
Redaktoriaus pasirinkimas:
- Čia gyveno maža mergaitė, vardu Ninochka
- Alla Dovlatova: biografija, asmeninis gyvenimas, šeima, vyras, vaikai, nėštumas - nuotrauka
- Pamokos rengimas ir pristatymas tema "teksto informacijos kodavimas"
- Ši baisi frazė „Skraidymui draudžiama zonų, kuriose draudžiama skraidyti ketursparniais, žemėlapis
- Sekite mane foto projektas
- Testai draugams internete. • Sukuriate testą •
- Kišeninis mechaninis skaičiuotuvas Curta Kuriame amžiuje buvo sukurtas pirmasis mechaninis skaičiuotuvas?
- Spalva kompiuterinėje grafikoje
- Saugojimo laikmenų klasifikacija
- Telefonų numerių numerologija, laimingi skaičiai ir jų reikšmių iššifravimas
Reklama
PWM ventiliatoriaus įtampos reguliatoriaus veikimo principas. Impulso pločio moduliavimas (PWM) |
Geras impulsų pločio moduliacijos (PWM) apibrėžimas yra pačiame jo pavadinime. Tai reiškia, kad reikia moduliuoti (keisti) impulso plotį (ne dažnį). Kad geriau suprastum kas yra PWM, pirmiausia pažvelkime į kai kuriuos svarbiausius dalykus. Mikrovaldikliai yra intelektualūs skaitmeniniai komponentai, veikiantys dvejetainių signalų pagrindu. Geriausias dvejetainio signalo atvaizdas yra kvadratinė banga (stačiakampio formos signalas). Šioje diagramoje paaiškinami pagrindiniai terminai, susiję su kvadratine banga. PWM signale laikas (periodas), taigi ir dažnis, visada yra pastovi reikšmė. Keičiasi tik impulso įjungimo ir išjungimo laikas (darbo koeficientas). Naudojant šis metodas moduliacija, galime gauti reikiamą įtampą. Vienintelis skirtumas tarp kvadratinės bangos ir PWM signalo yra tas, kad kvadratinės bangos įjungimo ir išjungimo laikas yra vienodas ir pastovus (50% darbo ciklas), o PWM signalas turi kintamą darbo ciklą. Kvadratinė banga gali būti laikoma ypatingu PWM signalo atveju, kurio veikimo ciklas yra 50% (įjungimo periodas = išjungimo laikotarpis). Pažvelkime į PWM naudojimo pavyzdįTarkime, kad mūsų maitinimo įtampa yra 50 voltų ir mums reikia maitinti kokią nors apkrovą, kuri veikia 40 voltų įtampa. Tokiu atveju geras būdas norint gauti 40 V nuo 50 V, reikia naudoti vadinamąjį laiptelį (smulkintuvą). Smulkintuvo generuojamas PWM signalas tiekiamas į grandinės maitinimo bloką (tiristorių, lauko tranzistorių), kuris savo ruožtu valdo apkrovą. Šis PWM signalas gali būti lengvai generuojamas mikrovaldikliu, turinčiu laikmatį. Reikalavimai PWM signalui gauti 40V iš 50V naudojant tiristorių: maitinimas tam tikram laikui = 400 ms ir išjungimas kuriam laikui = 100 ms (atsižvelgiant į PWM signalo periodą, lygų 500 ms). Apskritai tai galima lengvai paaiškinti taip: iš esmės tiristorius veikia kaip jungiklis. Apkrova gauna maitinimo įtampą iš šaltinio per tiristorių. Kai tiristorius yra išjungtoje būsenoje, apkrova nėra prijungta prie šaltinio, o kai tiristorius yra įjungtas, apkrova prijungiama prie šaltinio. Šis tiristoriaus įjungimo ir išjungimo procesas atliekamas naudojant PWM signalą. PWM signalo periodo ir jo trukmės santykis vadinamas signalo darbo ciklu, o atvirkštinis veikimo ciklas vadinamas darbo ciklu. Jei darbo ciklas yra 100, tada šiuo atveju turime nuolatinį signalą. Taigi darbo ciklą (darbo ciklą) galima apskaičiuoti naudojant šią formulę: Naudodami aukščiau pateiktas formules galime apskaičiuoti tiristoriaus įjungimo laiką, kad gautume reikiamą įtampą. Padauginę impulsų darbo ciklą iš 100, galime tai pateikti procentais. Taigi impulsų darbo ciklo procentas yra tiesiogiai proporcingas įtampos vertei nuo pradinės. Aukščiau pateiktame pavyzdyje, jei norime gauti 40 voltų iš 50 voltų maitinimo šaltinio, tai galima pasiekti generuojant signalą, kurio darbo ciklas yra 80%. Nes 80% iš 50 vietoj 40. Norėdami konsoliduoti medžiagą, išspręskime šią problemą:
Gauta PWM banga atrodys taip: Vienas iš geriausi pavyzdžiai Impulsų pločio moduliavimo taikymas yra PWM naudojimas variklio greičiui arba šviesos diodo ryškumui reguliuoti. Šis impulso pločio keitimo būdas, norint gauti reikiamą darbo ciklą, vadinamas „impulso pločio moduliavimu“. Būtinybė Nuolatinės įtampos reguliavimas galingoms inercinėms apkrovoms maitinti dažniausiai tenka automobilių ir kitos automoto įrangos savininkams. Pavyzdžiui, norėta sklandžiai pakeisti salono apšvietimo lempų, šoninių žibintų, automobilio priekinių žibintų ryškumą arba sugedo automobilio kondicionieriaus ventiliatoriaus greičio reguliavimo blokas, o pakeisti nėra. Išeitis – naudoti impulsų pločio grandines, kurios valdo galingus lauko efekto galios tranzistorius MOSFET . Šie tranzistoriai gali perjungti labai dideles sroves (iki 160A ir daugiau), kai vartų įtampa yra 12 - 15 V. Atviro tranzistoriaus varža yra labai maža, todėl galima žymiai sumažinti galios išsklaidymą. Valdymo grandinės turi užtikrinti ne mažesnį kaip 12 ... 15 V įtampos skirtumą tarp vartų ir šaltinio, priešingu atveju kanalo varža labai padidėja, o galios sklaida žymiai padidėja, o tai gali sukelti tranzistoriaus perkaitimą ir jo gedimą. Pavyzdžiui, impulsų pločio automobilių žemos įtampos reguliatoriams gaminamos specializuotos mikroschemos U 6 080B ... U6084B , L9610, L9611, kuriuose yra įtaisas, skirtas padidinti išėjimo įtampą iki 25–30 V, kai maitinimo įtampa yra 7–14 V, leidžianti įjungti išėjimo tranzistorių pagal grandinę su bendru nutekėjimu, kad galėtumėte prijungti apkrovą su dažnas minusas, bet jų gauti beveik neįmanoma. Daugeliui apkrovų, kurios sunaudoja ne didesnę kaip 10 A srovę ir negali sukelti borto įtampos kritimo, galite naudoti paprastos grandinės be papildomo įtampos stiprintuvo. Pirmas PWM reguliatorius susirinko prielogic K inverteriaiMOS lustai. Grandinė yra dviejų loginių elementų stačiakampių impulsų generatorius, kuriame dėl diodų atskirai keičiama dažnio nustatymo kondensatoriaus įkrovimo ir iškrovimo laiko konstanta, leidžianti keisti išėjimo impulsų darbo ciklą ir apkrovos efektyvios įtampos vertė. Grandinėje gali būti naudojami bet kokie invertuojantys CMOS elementai, pvz., K176PU2, K561LN1, taip pat bet kokie AND, OR-NOT elementai, pavyzdžiui, K561LA7, K561LE5 ir panašiai, atitinkamai sugrupuojant jų įvestis. Lauko efekto tranzistorius gali būti bet koks MOSFET, kuris gali atlaikyti maksimalią apkrovos srovę, tačiau patartina naudoti kuo didesnę maksimalią srovę turintį tranzistorių, nes jis turi mažesnę atvirojo kanalo varžą, o tai sumažina galios išsklaidymą ir leidžia naudoti mažesnį radiatoriaus plotą. Daug geriausiomis savybėmis antroji schema turi, bet elementų skaičius joje yra šiek tiek didesnis. Efektyvios įtampos vertė apkrovoje reguliuojama nuo 0 iki 12 V, pakeičiant įtampą valdymo įėjime nuo 8 iki 12 V. Įtampos reguliavimo diapazonas yra beveik 100%. Didžiausia apkrovos srovė visiškai priklauso nuo galios lauko tranzistoriaus tipo ir gali būti labai reikšminga. Kadangi išėjimo įtampa yra proporcinga įėjimo valdymo įtampai, grandinė gali būti naudojama kaip valdymo sistemos dalis, pvz., priežiūros sistema. nustatyta temperatūra, jei naudojate šildytuvą kaip apkrovą ir temperatūros jutiklį prijungiate prie paprasto proporcinio valdiklio, kurio išėjimas yra prijungtas prie įrenginio valdymo įėjimo. Aprašyti įrenginiai yra pagrįsti vienpusis multivibratorius, Bet PWM reguliatorius gali būti pastatytas ant laukiančio multivibratoriaus lusto Šviesos diodai naudojami beveik visose mus supančiose technologijose. Tiesa, kartais prireikia reguliuoti jų ryškumą (pavyzdžiui, žibintuvėse ar monitoriuose). Atrodo, kad lengviausia išeitis šioje situacijoje yra pakeisti per šviesos diodą praleidžiamos srovės kiekį. Bet tai netiesa. LED yra gana jautrus komponentas. Nuolat keičiant srovės stiprumą galima žymiai sutrumpinti jo tarnavimo laiką ar net sulaužyti. Taip pat būtina atsižvelgti į tai, kad negalite naudoti ribojančio rezistoriaus, nes jame kaupsis energijos perteklius. Tai nepriimtina naudojant baterijas. Kita šio metodo problema yra ta, kad pasikeis šviesos spalva. Yra dvi parinktys:
Šie metodai valdo srovę, tekančią per šviesos diodą, tačiau tarp jų yra tam tikrų skirtumų. PWM reguliavimasIšeitis iš šios situacijos gali būti impulsų pločio moduliavimo (PWM) naudojimas. Naudojant šią sistemą, šviesos diodai gauna reikiamą srovę, o ryškumas reguliuojamas tiekiant maitinimą iš aukštas dažnis. Tai reiškia, kad maitinimo periodo dažnis keičia šviesos diodų ryškumą. PWM reguliavimo tipai
PWM impulsų parametraiPulso pasikartojimo dažnis nesikeičia, todėl nustatant šviesos ryškumą jam nėra keliami reikalavimai. Šiuo atveju keičiasi tik teigiamo impulso plotis arba laikas. Pulso dažnisNet ir atsižvelgiant į tai, kad ypatingų nusiskundimų dėl dažnio nėra, yra ribinės vertės. Jas lemia žmogaus akies jautrumas mirgėjimui. Pavyzdžiui, filme kadrai turi mirksėti 24 kadrų per sekundę greičiu, kad mūsų akys jį suvoktų kaip vieną judantį vaizdą. Kaip veikia PWM reguliatorius?Šviesos diodams tiesiogiai valdyti naudojama tranzistoriaus rakto pakopa. Paprastai jie naudoja tranzistorius, kurie gali sukaupti daug galios. PWM generatoriaiPWM sistemoje mikrovaldiklis arba grandinė, susidedanti iš žemos integracijos grandinių, gali būti naudojamas kaip pagrindinis osciliatorius. Kodėl PWM?
PWM naudojimo trūkumai
Gerbiamas Bobote, ar galėtumėte šiek tiek daugiau papasakoti apie impulsus? Gerai, kad paklausei, mano drauge Bibot. Kadangi impulsai yra pagrindiniai informacijos nešėjai skaitmeninėje elektronikoje, todėl labai svarbu žinoti skirtingas impulsų charakteristikas. Galbūt pradėkime nuo vieno impulso. Elektrinis impulsas yra įtampos arba srovės antplūdis per tam tikrą ir ribotą laikotarpį. Impulsas visada turi pradžią (kylantį kraštą) ir pabaigą (krentantį kraštą). Pagrindinis vieno impulso dydis yra jo ilgis. Impulso ilgis yra laiko trukmė, per kurią atitinkamas loginis lygis turi vieną stabilią būseną. Paveikslėlyje lotyniška raidė t žymi aukšto lygio impulso ilgį, tai yra loginį „1“. Impulso ilgis matuojamas sekundėmis, bet dažniau milisekundėmis (ms), mikrosekundėmis (μs) ir net nanosekundėmis (ns). Viena nanosekundė yra labai trumpas laiko tarpas! Per vieną nanosekundę aš net neturėsiu laiko išleisti garso! Geras klausimas, Beebot! Kuo daugiau impulsų, tuo daugiau informacijos jie gali perteikti. Daugelis impulsų turi daug savybių. Paprasčiausias yra pulso pasikartojimo dažnis. Yra dar keletas savybių, kurios atsiranda tik dalyvaujant dviem ar daugiau impulsų. Vienas iš šių svarbius parametrus impulsų seka yra periodas.
Impulsų darbo ciklas yra impulsų pasikartojimo laikotarpio ir jų trukmės santykis ir žymimas raide S: S=T/t Darbo koeficientas yra bematis dydis ir neturi matavimo vienetų, bet gali būti išreikštas procentais. Terminas „darbo ciklas“ dažnai randamas anglų kalbos tekstuose; tai yra vadinamasis darbo ciklas. Mielas Bobote, paprasti impulsai turi tiek daug skirtingų ir įdomių dalykų! Bet po truputį pradedu susipainioti. Mano drauge, Bibot, jūs teisingai pastebėjote, impulsai nėra tokie paprasti! Bet liko tik truputis. Jei klausėtės manęs atidžiai, galbūt pastebėjote, kad padidinus arba sumažinus pulso trukmę ir tuo pačiu sumažinus arba padidinus pauzę tarp impulsų tiek pat, pulso pasikartojimo periodas ir dažnis išliks nepakitę! Tai labai svarbus faktas, kurio ateityje prireiks dar ne kartą. Bet dabar vis tiek noriu pridėti kitų informacijos perdavimo būdų naudojant impulsus.
Išvardytos funkcijos informacijos perdavimas naudojant impulsus gali būti naudojamas tiek atskirai, tiek kartu su kitais. Man reikėjo padaryti sraigto greičio reguliatorių. Nupūsti dūmus iš lituoklio ir išvėdinti veidą. Na, šiaip sau, supakuokite viską į minimalią kainą. Lengviausias būdas yra mažos galios variklis nuolatinė srovė, žinoma, reguliuoti su kintamu rezistoriumi, bet norint rasti sumažinimą už tokią mažą vertę ir net reikiamą galią, reikia įdėti daug pastangų, ir tai tikrai nekainuos dešimties rublių. Todėl mūsų pasirinkimas yra PWM + MOSFET. paėmiau raktą IRF630. Kodėl šis MOSFET? Taip, aš ką tik iš kažkur jų gavau apie dešimt. Taigi aš jį naudoju, kad galėčiau įdiegti ką nors mažesnio ir mažai galios. Nes vargu ar srovė čia bus didesnė už amperą, bet IRF630 galintis traukti per save esant 9A. Bet bus galima padaryti visą kaskadą ventiliatorių sujungus juos prie vieno ventiliatoriaus - galios užteks :)
Op stiprintuvus galima iš karto išmesti. Faktas yra tas, kad bendrosios paskirties operaciniams stiprintuvams, kaip taisyklė, jau po 8–10 kHz, išėjimo įtampos riba jis pradeda smarkiai griūti, ir mums reikia trūkčioti lauko darbuotoją. Be to, viršgarsiniu dažniu, kad nebūtų girgždėti. Op-stiprintuvai be tokio trūkumo kainuoja tiek, kad už šiuos pinigus galite nusipirkti keliolika šauniausių mikrovaldiklių. Į krosnį! Lieka lyginamieji įrenginiai; jie neturi operatyvinio stiprintuvo galimybės sklandžiai keisti išėjimo įtampą; jie gali palyginti tik dvi įtampas ir uždaryti išėjimo tranzistorių pagal palyginimo rezultatus, tačiau jie tai daro greitai ir neužblokuodami charakteristikas. Rašiau po statinės dugną ir neradau jokių lygintuvų. Pasala! Tiksliau buvo LM339, bet tai buvo dideliame korpuse, o religija neleidžia man lituoti mikroschemos daugiau nei 8 kojoms tokiai paprastai užduočiai. Taip pat buvo gėda temptis į sandėlį. Ką daryti? Ir tada aš prisiminiau tokį nuostabų dalyką kaip analoginis laikmatis - NE555. Tai savotiškas generatorius, kuriame galite nustatyti dažnį, impulso ir pauzės trukmę, naudodami rezistorių ir kondensatoriaus derinį. Kiek visokių niekšybių buvo padaryta su šiuo laikmačiu per daugiau nei trisdešimties metų istoriją... Iki šiol ši mikroschema, nepaisant garbingo amžiaus, spausdinama milijonais egzempliorių ir yra prieinama beveik kiekviename sandėlyje už keli rubliai. Pavyzdžiui, mūsų šalyje tai kainuoja apie 5 rublius. Išknisau po statinės dugną ir radau porą gabalų. APIE! Pamaišykime reikalus dabar. Kaip tai veikia Galite įdiegti bet kokius diodus, laidininkai yra maždaug vienodos vertės, nuokrypiai per vieną eilę nedaro ypatingos įtakos darbo kokybei. Pvz C1 nustatytas 4,7 nanofaradas dažnis nukrenta iki 18 kHz, bet beveik nesigirdi, matyt mano klausa nebetobula :( Įlindau į šiukšliadėžes, kurios pats apskaičiuoja NE555 laikmačio veikimo parametrus ir iš ten surinkau grandinę stabiliam režimui, kurio užpildymo koeficientas mažesnis nei 50%, ir vietoj R1 ir R2 įsuku kintamąjį rezistorių, su kuriuo Pakeičiau išėjimo signalo darbo ciklą. Tiesiog reikia atkreipti dėmesį į tai, kad DIS išėjimas (DISCHARGE) yra per vidinį laikmačio klavišą prijungtas prie žemės, todėl negalėjo būti prijungtas tiesiai prie potenciometro, nes sukant reguliatorių į kraštinę padėtį, šis kaištis atsidurtų ant Vcc. O kai atsidarys tranzistorius, įvyks natūralus trumpasis jungimas, o laikmatis su gražiu zilu skleis stebuklingus dūmus, ant kurių, kaip žinia, veikia visa elektronika. Kai tik dūmai palieka lustą, jis nustoja veikti. Viskas. Todėl imame ir pridedame dar vieną rezistorių vienam kiloomui. Tai nepakeis reguliavimo, bet apsaugos nuo perdegimo. Ne anksčiau pasakyta, nei padaryta. Išgraviravau plokštę ir litavau komponentus: Viskas paprasta iš apačios. Ir tai yra variklio įtampa. Matomas nedidelis perėjimo procesas. Vamzdyną reikia pastatyti lygiagrečiai per pusę mikrofarado ir jis išlygins. Kaip matote, dažnis plūduriuoja - tai suprantama, nes mūsų atveju veikimo dažnis priklauso nuo rezistorių ir kondensatoriaus, o kadangi jie keičiasi, dažnis plūduriuoja, bet tai nesvarbu. Visame valdymo diapazone jis niekada nepatenka į garsinį diapazoną. Ir visa konstrukcija kainavo 35 rublius, neskaitant kūno. Taigi – pelnas! |
Populiaru:
Nauja
- Alla Dovlatova: biografija, asmeninis gyvenimas, šeima, vyras, vaikai, nėštumas - nuotrauka
- Pamokos rengimas ir pristatymas tema "teksto informacijos kodavimas"
- Ši baisi frazė „Skraidymui draudžiama zonų, kuriose draudžiama skraidyti ketursparniais, žemėlapis
- Sekite mane foto projektas
- Testai draugams internete. • Sukuriate testą •
- Kišeninis mechaninis skaičiuotuvas Curta Kuriame amžiuje buvo sukurtas pirmasis mechaninis skaičiuotuvas?
- Spalva kompiuterinėje grafikoje
- Saugojimo laikmenų klasifikacija
- Telefonų numerių numerologija, laimingi skaičiai ir jų reikšmių iššifravimas
- SKD 1S ataskaitos tipo tvarkymas SKD rodant lentelę su išdėstymu