Здравствуйте дорогие друзья самодельщики!
Сегодня мы соберем простой ШИМ контроллер без микросхем, с его помощью можно регулировать свечение светодиодов и прочих ламп и даже двигателей
Что такое и для чего нужен ШИМ Контроллер?
ШИМ Контроллер это устройство с помощью которого можно регулировать мощность нагрузки, например лампы, двигателя и т. д., принцип работы заключается в том что контроллер с высокой частотой включает и отключает нагрузку, а регулируется мощность с помощью изменения скважности или времени импульсов, если подключить нагрузку к ШИМ контроллеру, например светодиодную матрицу, то наш глаз не увидит эти переключения, мы будем воспринимать как изменение яркости, важно чтобы частота не была слишком низкой, это вредно.
Плюс таких регуляторов в том что при маленьких размерах можно подключать мощные нагрузки Минус в том что многие нагрузки нельзя подключать, например: импульсные блоки питания.
ДЕТАЛИ
Как всегда первым делом мы рассмотрим детали которые понадобятся для сборки их всего 12 или 13, максимум 14, вот они:
- МОСФЕТ ТРАНЗИСТОР
- БИПОЛЯРНЫЕ NPN ТРАНЗИСТОРЫ ×2
- РЕЗИСТОРЫ 620 ОМ ×2
- РЕЗИСТОРЫ 47 кОМ ×2
- РЕЗИСТОР 22 кОм
- ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЗИСТОР (100кОМ или 1кОМ)
- КОНДЕНСАТОРЫ 10nF ×2
- СТАБИЛИТРОН (ДЛЯ ЗАЩИТЫ)
- ДИОД (ДЛЯ ЗАЩИТЫ
- ПЛАТА (НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО)
Я думаю кто-то уже понял как будет выглядеть схема нашего ШИМ контроллера
МОСФЕТ в схеме выполняет роль ключа, он будет открываться закрываться много раз в секунду и сопротивление его канала должно быть минимальным, ещё от него зависит мощность, если напряжение питания будет низким, например 5 вольт, то лучше брать с низким напряжением открытия, иначе будет очень греться
Я взял N канальный МОСФЕТ P0603BD который выдрал из старой материнки, он для этого ШИМ контроллера отлично подходит, вы можете взять и P канальный, только схему придётся немного поменять
Биполярные NPN транзисторы были взяты 2n3904, если берёте другие, или с иным коэффициентом усиления, то придётся подобрать компоненты, опять же можно использовать PNP структуры, и схему поменять
Диод и стабилитрон нужен для защиты, стабилитрон от пробоя затвора, а диод нужен если вы подключите двигатель, хотя если в МОСФЕТЕ есть паразитный диод то он не обязателен, но лучше с ним, так как обратный ток от двигателя будет проходить через блок питания и ему может это не понравиться
От оставшихся компонентов зависит частота, скважность, диапазон регулировки ШИМ контроллера, их мы будем разбирать
СБОРКА
Собирать ШИМ контроллер я буду на плате с размером 15мм на 30мм, дорожки я просто вырезал канцелярским ножом
Плату нужно обработать наждачной бумагой а потом залудить, чтоб потом монтаж компонентов был легче
Вот схема по которой нужно собирать этот ШИМ контроллер:
Как видите это обычный симметричный мультивибратор который управляет ключом, ничего сложного
Не будем рассматривать процесс пайки, просто соберем по схеме, аккуратно не торопясь
Припаиваем регулятор или переменный резистор, Можете ставить и подстроечный, разрешаю)
Всё практически готово, но нужно припаять провода на вход и выход, они должны быть толстые
Силовые дорожки надо усилить для больших токов, ещё они будут отводить тепло от МОСФЕТА и всё готово
РАБОТА
Всё готово, теперь мы можем проверять наш ШИМ Контроллер в работе, будем питать от 12 вольт, нагрузкой у нас будет Галогенная лампа на 65 ватт
Как видите всё работает, прямоугольные импульсы
Теперь поворачиваем регулятор
Скважность не меняется, почему так? Дело в том мне эта схема нужна мне для иных целей, мы регулируем частоту, а чтобы менять скважность нужно поставить переменный резистор по другому, но обратите внимание, ток повысился, это потому что у лампы есть индуктивность и поэтому в начале импульса потребление маленькое а после уже большое, поэтому во втором случае потребление больше
Чтобы регулировать скважность мы должны поменять выводы регулятора, вот так:
Или вот так, если у вас переменный резистор на 1 кОМ:
Перепаиваем переменный резистор и смотрим результат
Импульсы есть, попробуем изменить их скважность, крутим регулятор
Как видим яркость меняется и соответственно скважность тоже, частота варьируется от 800Гц до 2,5кГц, диапазон регулировки зависит от переменного резистора, всё отлично работает, МОСФЕТ холодный, проверять на большие токи не будем, не вижу в этом смысла так как всё зависит от МОСФЕТА, ну и проводов с дорожками
На этой ноте я с вами прощаюсь, если статья вам понравилось то оцените, если нет то всё равно оцените, пока!
СОЦСЕТИ
