Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Мощный ШИМ регулятор на NE555 своими руками

    Мощный ШИМ регулятор на NE555 своими руками


    Всех приветствую, сегодня мы сделаем довольно популярную и мощную схему ШИМ регулятора мощности на микросхеме NE555.

    У меня на ютуб канале на эту тему вышел видеоролик и я буду вам очень благодарен если вы посмотрите и оцените его.

    Для начала давайте рассмотрим несколько способов регулировки мощности. Самый первый и самый надёжный регулятор это линейный способ регулировки.

    Отличным примером может послужить обычный переменный резистор, чем больше сопротивление резистора тем меньше ток будет на выходе. Но у него есть большой минус, а именно линейный режим работы. Всё лишнее напряжение перерабатывается в тепло. Допустим на нашем БП будет напряжение 30В, а на выходе у нас будет 12В и в качестве нагрузки будет лампочка, которая будет потреблять ток 3А. По не трудной формуле можно высчитать сколько ватт тепла будет выделяться на резисторе.

    P=(30-12)*3=53Вт тепла будет выделяться на резисторе. Сперва кажется, что эта цифра не очень большая, но на самом деле это огромная цифра и обычный переменный резистор сгорит за считанные секунды. Поэтому нам потребуется мощный резистор который сможет переварить такую мощность плюс должен быть еще запас по мощности. Данный способ годится только тогда когда между входом и выходом небольшая разница по напряжению.

    Следующий способ это DC-DC способ регулировки. КПД таких регуляторов уже намного выше и может быть даже выше 90%. Вникать в принцип работы схемы мы не будем, но скажу одно, если вам потребуется регулировать мощность мощных ламп и моторчиков, то этот способ тоже не очень сильно подойдёт так, как все ровно будут потери на дросселе, диоде и даже на конденсаторе.

    Также есть третий вид регулировки мощности, а именно ШИМ регулировка. КПД таких схем уже очень большой, связанно это с тем что всю нагрузку через себя пропускает только полевой транзистор у которого очень маленькое сопротивление, причём это всё работает в импульсом режиме. Внимание: первый и второй способ подойдёт для регулируемого БП, третий способ категорически не подходит.

    ШИМ регулятор преобразует постоянный сигнал в набор периодичных импульсов определённой частоты в нашем случае схема работает на частоте 27Килогерц но все ровно при регулировке скважности частота будет немного меняться в ту или иную сторону но на работоспособность схемы ну и на саму нагрузку это влиять не должно. ШИМ регулятор преобразует постоянный сигнал в набор периодичных импульсов определённой частоты в нашем случае схема работает на частоте 27кГц, но все ровно при регулировке скважности частота будет немного меняться в ту или иную сторону, но на работоспособность схемы ну и на саму нагрузку это влиять не должно.

    Если заполнение шима будет 50% то лампочка будет светиться в половину своей мощности, а моторчик будет крутиться в 2 раза медленнее.

    Сердцем схемы является микросхема NE555, она довольно дешёвая и найти её совсем несложно. Конденсатором на 1nf мы задаём рабочую частоту схемы, чем меньше номинал конденсатора тем выше будет частота и наоборот чем больше номинал конденсатора, тем ниже будет наша частота.

    На схеме также присутствует стабилизатор напряжения 7812 - он запитывает микросхему стабильным напряжением. Я использовал советский аналог КРЕН8Б она тоже стабилизирует напряжение в районе 12В.

    А если у вас нету стабилизатора на 12В то в принципе подойдёт любой другой стабилизатор напряжения, который стабилизирует напряжение от 6 до 18В.

    Всю нагрузку через себя пропускает мощный полевой транзистор irf2805, в принципе подойдут любые полевики. Но будьте в курсе что если вы купили радиодетали на Aliexspress то знайте что характеристики будут отличаться от заявленных параметров.

    Для начала мы собираем узел запитки самой микросхемы. Деталей не много всего навсего 2 конденсатора и 1 кренка. Подключаем блок питания на котором должно быть выставлено от 13 до 28В, проверяем есть ли напряжение на выходе. В моем случае должно быть примерно 12В если всё будет хорошо то дальше собираем часть генератора частоты.

    После того как собрали эту часть берём и снова проверяем схему. Если у вас есть осциллограф, то проблем никаких не будет, а если осциллографа нету, то можно использовать другой метод. Для проверки, нам потребуется динамик, которого мы подключаем к минусу и к 3 ноге микросхемы. Также потребуется увеличить номинал конденсатора на 1nf параллельно к нему можно подключить ещё один но уже на 10nf. Когда вы включите схему вы должны услышать писк, а когда начнёте крутить переменным резистором то частота поиска должна изменяться. После проверки вы смело можете припаять силовую часть схемы и можете быть уверены, что регулятор запуститься.

    При больших нагрузках полевик будет немного нагреваться поэтому желательно прикрутить небольшой радиатор. Но если нагрузка будет небольшая, то можно и не прикручивать его.

    С коллекторными моторами тоже идёт всё на ура. Но заметьте что если вы будете регулировать мощность мощных моторов то дополнительно на выход желательно припаять защитный диод который будет на себе сжигать всё пульсации которые выходят из моторчика.

    Также хочу сказать что напряжение после ШИМ регулятора не меняется, оно постоянное если на входе будет 15В то и на выходе будет 15В только оно будет пульсировать. Измерительные приборы принимают это как регулировку напряжения, но на самом деле это не так, а доказать это я смогу вам показав фото выше.

    Данная схема мне очень понравилась и советую вам тоже её сделать. Запускается с первого раза и не требует никаких наладок. А на этом всё, надеюсь вам понравилась моя статья, также напомню что вначале есть ссылка на мой видеоролик не забудьте посмотреть это важно, всем пока.
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Подборки: NE555

    Повышающий преобразователь напряжения или «вор джоулей»

    Конденсатор переменной емкости

    7.5
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7.7
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 7.73 из 10 (голосов: 20 / История оценок)

    Добавить комментарий

    26 комментариев
    maksim292003 Автор
    Гость Влад, "фильтры не рекомендую использовать в этой схеме" вы что на выход ставили конденсаторы?) Их нельзя ставить на выход. Регулятор напряжения вам не получится сделать на 555. Что могу посоветовать: делайте линейный регулятор напряжения (на лм317, тл431, суто на транзисторах... У меня про это всё есть статьи) если вам не нравится линейный регулятор напряжения то делайте импульсную схему регулятора или купите уже готовый модуль. Хотя знаете что на 555 вы можете сделать регулятор напряжения вам потребуется к этой схеме поставить дроссель и ещё пару деталюх (на Ютубе кучу видоса есть и статей) попробуйте, если не разобрали эту схему. Может я попозже сделаю видео про такой регулятор и статью запилю.
    Гость Влад
    maksim292003, транзистор irf3205. 20 ваттная автомобильная лампочка на 12 вольт. Фильтры не рекомендую использовать в этой схеме. Даже поменял кондер на 220 мкФ, а толку. Короче, я не знаю что делать. Мне нужен регулятор напряжения на 555-ой а не регулятор мощности. Буду дальше искать. Линейные регуляторы это полная хрень, сами знаете. Они годятся только для маломощных нагрузок. Так что их не рассматриваю. Мне нужно чтобы держал как минимум 24 вольта и 5 ампер в постоянной нагрузке. 



    maksim292003 Автор
    Гость Влад, здравствуйте, какой транзистор вы взяли? Может у него большое сопротивление сток-исток? Какая нагрузка? (Лампочка, моторчик, нагревательный элемент?)



    Гость Влад

    Выяснил подробности. Поменяв конденсатор в частотной цепи на 10 нФ, я добился сильного уменьшения потребляемого тока, и, соответственно, нагрева транзистора. Правда, теперь слышен высоко частотный писк. Транзистор теперь опять не до конца закрывается. Надо увеличить номинал резистора в управляющей цепи. Так же я попробую изменить номиналы на фильтре, чтобы снизить нагрузку от него. 

    Гость Влад

    Кпд не очень высок, как оказалось. Транзистор ощутимо нагревается уже при нагрузке в 12 вольт и 400 мА. От 24 вольт полных. Напряжение уменьшено в половину на выходе, а уже такой нагрев. Пальцами ощущается как 40 градусов. С небольшим радиатором. Надо искать схему по эффективнее. Просто жесть какая-то. Даже несмотря на доступность деталей. 

    Гость Влад
    ino53, Как я выяснил опытным путём, LC-фильтр лишь вызывает повышение нагрева транзистора и резкое повышение\понижение напряжения в нижнем положении подстроечника. И на заметку. Желательно на выход третьей ножки микросхемы поставить резистор на 1к, если напряжение питания превышает 12 вольт. Иначе транзистор при регулировке будет закрываться не до конца при минимальном положении подстроечника. У меня так случилось, когда я подал 24 вольта на вход схемы. С фильтром, который вы предложили, вообще какие-то аномалии происходят, как я уже говорил. Возможно, он как то влияет на частоту импульсов на транзисторе или просто создаёт паразитную нагрузку. Но без осциллографа не разобраться. У меня его нет. Только если комп. Но щуп надо сделать. 



    Гость Влад
    ino53, Что-то такое я подозревал. Иначе бы выглядело парадоксально. Мультиметр видит изменение напряжения, лампочки меняют яркость. Значит напряжение действительно меняется, но осциллограф этого не видит, потому что замеряет совсем другой параметр напряжения. Остаётся только прозвонить выход стрелочным прибором, чтобы убедиться в правдивости изменений напряжения. Просто не верится, что напряжение не меняется, на это совсем не похоже. Я разделяю твоё мнение.



    ino53
    Цитата: maksim292003
    Использовать данную схему в качестве регулятора напряжения нельзя.

    Неверно... Да, не меняется амплитудное значение напряжения, меняется действующее, за счет изменения скважности. Ведь яркость же лампочки меняется? Типовое схемное решение - на выход такого устройства ставится LС - цепочка, дроссель и конденсатор. 

    Здесь, правда, не на полевике, но это не принципиально. А если еще на выход поставить трансформатор со всеми причиндалами... pardon 


    maksim292003 Автор
    Гость Влад, я подключал ослика напрямую к лампочке и сигнал точно такой как и на затворе. Использовать данную схему в качестве регулятора напряжения нельзя. Можно регулировать скорость моторчика, яркость ламп накала или светодиодов. На самом деле напряжение одно и тоже, только пульсирующее и изменяя скважность мы можем регулировать время подачи напряжения на нагрузку и нам кажется что ламопка тускнее светит, моторчик медленнее крутится... а приборы измерительные думают что напряжение регулируется, хотя это не так. Осцилограф всё показал.



    Гость Влад

    Но ты делал замер напряжения на затворе транзистора. А напряжение на выходе и правда меняется. Так как скважность импульсов управляет открытием транзистора, если я правильно понял. А значит схему можно использовать в блоках питания. Некоторые производители уже выпускают такие импульсные бп. На прилавке Чип-Дип увидел такой блок. Он был значительно компактнее традиционных регулируемых блоков питания.

    ino53
    Цитата: Человек
    О, небо! До чего же безграмотно накалякано! И технически тоже безграмотно.
    Пацан, я не буду спрашивать, сколько тебе лет, сколько имеешь дипломов... Твой стаж работы с электроникой? xaxa

    Человек
    О, небо! До чего же безграмотно накалякано! И технически тоже безграмотно.
    ino53
    Цитата: Vlad
    Автор не владеет знанием принципов работы 555_го таймера. Он не в курсе, что таймер вырабатывает импульсы вполне определённой, постоянной длительности, заданной навесными элементами. Имеется довольно скудная возможность менять частоту повторения этих импульсов, поэтому полноценным ШИМ не является. 
    Какой набор слов он процедил сквозь зубы... xaxa Vlad, просвети темных, 5 нога (CTRL) у 555 - эт чё за она? mosking 
    Vlad
    Для ШИМ регулировки есть специализированные контроллеры, которые рассчитаны на:
    - регулировку именно шириной импульса
    - обеспечивают автоматическое поддержание установленных параметров.
    NE555 и его многочисленные клоны, не смотря на то, что являются многофункциональными устройствами, не предназначены для качественной регулировки и не являются устройствами широтно-импульсного регулирования.
    Автор не владеет знанием принципов работы 555_го таймера. Он не в курсе, что таймер вырабатывает импульсы вполне определённой, постоянной длительности, заданной навесными элементами. Имеется довольно скудная возможность менять частоту повторения этих импульсов, поэтому полноценным ШИМ не является. 
    Можно, конечно, от нищеты применить таймер и для регулировки, но применение специализированных ШИМ-контроллеров более оправдано. 
    И последнее. Диаграммы импульсов регулировки яркости лампочки в тексте не имеют никакого отношения к описываемому таймеру, ибо соответствуют ШИМ регулировке, которую таймер не осуществляет. 

    Korolev
    Korolev,
    Преимущества ШИМ регуляторов перед DC-DC регуляторами очевидны только при высоких напряжениях.
    Прошу прощения, относительно высоких. yes 
    Korolev
    maksim292003,
    КПД схемы 97-98% всё зависит от полевика. 
    А это тоже на отъеби,​​​​ пардон, "КПД сделано для перфекционистов."?  smile  Вопрос был конкретный:
    предложенный Вами ШИМ регулятор, имеющий "очень большой" КПД, должен значительно превышать КПД DC-DC регулятора! Насколько?
    smile
    Возможно Вы будете удивлены, но DC-DC регуляторы построены на основе ШИМ регулирования, именно поэтому:
    DC-DC способ регулировки. КПД таких регуляторов уже намного выше и может быть даже выше 90%
    smile
    Преимущества ШИМ регуляторов перед DC-DC регуляторами очевидны только при высоких напряжениях. yes
    maksim292003 Автор
    Korolev,
    Насколько?  
    КПД схемы 97-98% всё зависит от полевика. 
    Korolev
    maksim292003,
    Скажу честно. Мне как-то не очень хочется высчитывать КПД каждой схемы 
    Ворос был задан исходя из Вашего текста:
    DC-DC ... КПД таких регуляторов ... может быть даже выше 90% ... ШИМ регулировка. КПД таких схем уже очень большой 
    Вот я и хотел узнать:
     насколько "очень большой" КПД выдаёт предложенная схема? 
    По Вашей логике, если КПД DC-DC регулятора выше 90%, то предложенный Вами ШИМ регулятор, имеющий "очень большой" КПД, должен значительно превышать КПД DC-DC регулятора! Насколько? smile

    maksim292003 Автор
    ino53
    для  тебя это игрушка
    Ну я эту схему сделал чтобы видео заснять ну и дополнительно статью напишу плюс познаю что-то новое для себя. Но в дальнейшем планирую сделать ещё один ШИМ регулятор, но уже в коробочке и наверное схема будет не на NE555 таймере а на tl494. И также хочу сделать схему индикатора заполнения ШИМ, ато ставить вольтметра это как-то неправильно как я считаю. Хотя если найду схему  индикатора на МК то уже не буду париться с регулятором на tl494 а сразу выведу ШИМ с МК на полевики через драйвер.

    ino53
    Цитата: maksim292003
    и радиатор был чучуть тёплый хотя ток был не маленький
    Видишь ли, Макс, для  тебя это игрушка, а ко мне как то пришли крутые мужики, которые прямо в тайге разгоняли лес на доски, и у них канадский агрегат отказал.... 

    maksim292003 Автор
    Korolev, Ну реостат довольно универсальная штука и в переменку и в постоянку его можно тыкать и ничего с ним не случится. Но при больших токах нагреваться будет хорошо.

    Ну и насколько "очень большой" КПД выдаёт предложенная схема? 
    Скажу честно. Мне как-то не очень хочется высчитывать КПД каждой схемы ато после колледжа хочется просто упасть на кровать и поспать.smile Я сказал примерную цифру в % 
    DC/DC преобразователь более универсален в применении.  
    На щёт универсальности то я согласен с вами, с DC/DC преобразователями возможностей будет побольше. Но если потребуется регулировать мощность ламп и регулировать скорость моторчика то я выберу ШИМ регулировку.
    maksim292003 Автор
    ino53, Ну как для меня то эта схема считается мощной, после съёмок решил нагрузить схему нормальным током. Взял несколько лампочек на 12В и нагрузил на 15А и радиатор был чучуть тёплый хотя ток был не маленький ну это как для кого может для кого-то 15А это пустики.

    Korolev
    Следующий способ это DC-DC способ регулировки. КПД таких регуляторов уже намного выше и может быть даже выше 90% ... ШИМ регулировка. КПД таких схем уже очень большой
    Ну и насколько "очень большой" КПД выдаёт предложенная схема? smile
    напряжение после ШИМ регулятора не меняется, оно постоянное если на входе будет 15В то и на выходе будет 15В только оно будет пульсировать
    Да уж, "прямоугольник" частотой  27кГц уже пульсирующей постоянкой обзывают. nea
    Преимущества данной самоделки перед стандартным DC/DC преобразователем неочевидны!  Стандартный DC/DC преобразователь более универсален в применении.  
    Korolev
    EandV,
    Мини реостат - классный!
    Реостат синус не корёжит! yes 
    ino53
    Если заполнение шима будет 50% то лампочка будет светиться в половину своей мощности, а моторчик будет крутиться в 2 раза медленнее. 
    Не факт, там зависимости нелинейные. Автор, не в обиду, а стоило ли называть эту схемку "мощной"? Все в мире, конечно, относительно, но я даже эту схему не стал бы так называть. 8-)))
    EandV
    Мини реостат - классный!

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии