Приветствую вас самоделкины!
Шим регулятором для мотора печки сейчас ни кого не удивишь! Каких только схем нет на просторах интернета! Хочешь на специализированном ШИМе, типа TL494 или той же UC3843, можно собрать и на двух операционных усилителях типа LM358 или на компараторах LM393. Так же много схем ШИМов на таймере NE555. Ну а если вы крутой паяльщик, то пожалуйста вам схема на микроконтроллере!
Я как и большинство радиолюбителей собирал подобные ШИМы на 555 таймере. Работают хорошо, но из личного опыта есть нюансы работы такого ШИМа при регулировке оборотов мотора мощностью больше 40 Вт:
1 - Сильно греется выходной транзистор при регулировке оборотов мотора печки, но не издаёт противных звуков при регулировке!
2 - Практически не греется выходной транзистор, но при регулировке с минимальных оборотов мотор издаёт такие душераздирающие звуки, что после 10 минут работы этого регулятора вы готовы выдрать эту музыкальную шкатулку со всеми потрохами, сопровождая это крепкими выражениями могучего и богатого русского языка!
3 - Это найти компромисс между воем мотора, нагревом транзистора и подобрать частоту ШИМа при которой мотор практически не поёт и не сильно греется транзистор. Но при этом необходим достаточно большой площади радиатор и возможно применение нескольких транзисторов!
В одном из комментариев мне предложили попробовать добавить в схему драйвер ТС4420 для управления затвором мощного полевика. Я попробовал и остался доволен результатом!
Получилась такая схема.
При регулировке скорости мотора печки 12 В 40 Вт все детали комнатной температуры даже без радиаторов! При регулировке мотора печки ВАЗ 2109 12 В мощностью 90 Вт, транзистор и диодная сборка без радиаторов больше 65 градусов не нагрелись! На видео я пирометром покажу замеры температуры после 5 минут работы регулятора.
При установке радиатора для охлаждения транзистора и диодной сборки, ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗОЛИРОВАТЬ транзистор, диодную сборку и линейный стабилизатор от радиатора!!!
Рисунок печатной платы и мои мысли по сборке, будут по ссылке в описании под видео.
Да, можно использовать для регулировки 5 ногу таймера, схема при этом содержит гораздо меньше деталей, всего 3 элемента в обвязке микросхемы! И не забываем о драйвере между 3 ногой NE555 и затвором полевика!!!!
Но у меня был рисунок платы и я просто добавил драйвер к готовой плате.
В архиве уже будут исправлены недостатки печатной платы и напаянных проводов со стороны дорожек уже не будет!
Максимальное напряжение микросхем NE555 и TC4420 составляет 18 Вольт. Теоретически в борт-сети автомобиля напряжение не превышает 15 Вольт! Если вам интересно, то можете зимой при морозе хотя бы -15 измерить напряжение на аккумуляторе, через 5 минут после того как вы завели утром машину.... Но это уже другая тема..... И по этому в теории можно отказаться от использования линейного стабилизатора L7812 на 12 В для питания микросхем, при использовании в 12 В оборудовании. Предыдущий регулятор прекрасно работал без LM-ки на ЗИЛу и на ВАЗ 2107. Но это я так, на фанатизм добавил стабилизатор....
И как оказалось при той же частоте на которой мотор пел как недорезанный поросёнок, в случае с драйвером полевика, было обсалютно тихо! Я даже немного снизил частоту ШИМа увеличив ёмкость задающего конденсатора С6 и... Полная тишина при регулировке с минимальных оборов!!!!
Так что теперь я ставлю эти драйвера в любой ШИМ для регулировки оборотов каких либо моторов.
Настройка:
Возможно в вашем случае придётся подобрать номиналы деталей, обозначенные звёздочкой (*) на схеме. Это будет зависеть от используемых вами деталей и имеющегося мотора, для которого необходима регулировка оборотов.
Как работает таймер в режиме ШИМа уже было на раз описано, и на этом сайте тоже.
Вкратце принцип работы схемы:
Регулировка осуществляется по минусовому проводу! Не забывайте это при подключении к вашему авто!
Диод VD2 служит для защиты от неправильного подключения напряжения, другими словами от переплюсовки! Я предпочитаю ставить с низким напряжением падения на переходе.
Линейный стабилизатор L7812 при использовании в машине с 12 В оборудовании в принципе не нужен, схема прекрасно работает и без него! Но если вдруг вы захотите проверить зарядку на заведённом моторе народным методом, путём отсоединения клеммы аккумулятора, то этот ШИМ без стабилизатора L7812 наверника сгорит от скачка напряжения в момент отсоединения клеммы от АКБ...
На таймере 555 собран сам Шим, от номинала резистора R2 (меньше 470 Ом не нужно ставить, перегружается вывод 7 таймера. При околонулевом сопротивлении резистора R2, вывод 7 таймера IC1 при верхнем положении движка переменного резистора R1 будет фактически в коротком замыкании!), зависит минимальная скорость мотора в нижнем положении ручки переменного резистора R1. От номинала резистора R1 зависит диапазон и линейность регулировки оборотов.
Конденсатором С6 задаётся частота ШИМа, я предпочитаю минимальную частоту, при которой мотор не поёт в процессе регулировки, но это моё личное предпочтение и я его ни кому не навязываю!
ТС4420 это драйвер полевого транзистора нижнего плеча, по даташиту хорошо тянет транзисторы с ёмкостью затвора до 2,5 нФ, например IRFZ44. Не нужно нагружать его мощным IRF3502, ёмкость затвора уже предельна для этого драйвера. Если верить даташитам которые я смотрел....
VD6 стабилитрон для защиты превышения максимального напряжения на затворе.
Силовой транзистор IRFZ44, мощнее не стоит ставить, начинают заваливаться фронты ШИМа из-за большой ёмкости затвора мощного полевика. Я покупал к китайцев IRF3205, но по факту они оказались перемаркированы из более слабых с ёмкостью затвора до 1,4 нФ.
VD1 диодная сборка ШОТки 20С40 от компьютерного блока питания, на 20 Ампер напряжением 40 Вольт. Служит для гашения импульсов ЭДС при регулировке оборотов коллекторного двигателя.
Сечение проводов подключаемое к регулятору зависит от мощности регулируемого двигателя, если мотор 90 Вт и мощнее, то провода могут быть и 2,5 мм. кв. Так же необходимо будет усилить силовые дорожки, пропаяв их медным проводом диаметром не меньше 1 мм. кв.
Детали:
Резисторы:
R2-R6 любые малогабаритные соответствующие номиналам схемы, например МЛТ-0,125, МЛТ-0,25.
R1 сопротивлением 10 кОм*, любой малогабаритный. Например СП3-4бм.
Конденсаторы:
С1, С2 - электролитические, ёмкостью по 1000 мкФ напряжением не ниже 25 В. Например К50-35.
С5 - электролитический, ёмкостью 220-330 мкФ напряжением не ниже 16 В. Например К50-35.
С10 - электролитический, ёмкостью 10 мкФ напряжением не ниже 16 В. Например К50-35.
С3, С4, С7-С9 керамические, малогабаритные. Напряжением не ниже 25 В, например 0.1UFX25VY5V
С6* частотозадающий конденсатор я предпочитаю ставить плёночный, например такой CL11 2,2nf 100V, но возможно заменить и на керамический.
Диоды:
VD1 диодная сборка 20С40 от компьютерного блока питания, 20 Ампер с обратным 40 Вольт. Подойдёт любой быстрый мощный диод на пару десятков Ампер с обратным напряжением не ниже 40 В, лучше не ниже 60 В!
VD2 любой диод с током от 2 А и низким напряжением падения на переходе. Например FR201. Но подойдёт любой с прямым током от 2 А и обратным напряжением не ниже 40 В, например RL201.
VD3 - VD5 любые маломощные, точечные с током 100 мА. Например 1N4148 или наш аналог КД521-КД522.
VD6 стабилитрон мощностью 0,5 - 1 Вт с напряжением стабилизации 15 В, например BZX55C15.
Транзистор:
VT1 полевой с ёмкостью затвора не более 2,5 нФ и максимальным напряжением Затвор-Сток 20 В, максимальным напряжением Исток-Сток не мене 40 В, например IRFZ44.
Линейный стабилизатор:
VR1 любой с напряжением стабилизации 12 В и токе 1,5 А при максимальном входном не ниже 24 В. Например L7812 или наш аналог КРЕН8Б.
Микросхемы:
IC1 интегральный таймер NE555 или его полный аналог.
IC2 драйвер нижнего плеча полевого транзистора ТС4420, можно и более мощный ТС4422, тогда по даташиту он сможет потянуть даже IRF3205.
Ставьте драйвера для управления затворами и получите значительное снижение нагрева силовых транзисторов!!!
