Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Układ miękkiego startu PWM - taki trochę inny

nyquist 05 Dec 2009 00:40 4323 0
  • #1
    nyquist
    Level 25  
    Dwie wiertarki, szlifierka i pilarka. To moje hobby. I aż żal czasem ściska jak trzesczą tryby... i bolą ręce...

    We wszystkich podobnych urządzeniach w momencie włączenia panują bardzo duże przeciążenia na elementach przekładni, nie mówiąc już o tym, że czasem o mało nie wypadną z rąk...
    Dlatego wpadłem na pomysł zbudowania układu miękkiego startu, ale trochę innego od tych, których już trochę jest na świecie, mianowicie takiego, który nie wymagałby włączania osobnym włącznikiem, ani podawania sygnału sterującego. Zazwyczaj miękki start realizowany jest właśnie tak, że uaktywnia się w momencie podania sygnału sterującego lub poprostu po podłączeniu napięcia zasilającego. Mój natomiast miałby pracować na zasadzie wykrywania zmian obciążenia. Pozwoliłoby to zastosować go praktycznie do każdego urządzenia bez ingerencji w jego obwody wewnętrzne.

    Ogólna Koncepcja:

    Układ PWM 1kHz w oparciu o mostek prostowniczy oraz tranzystor MOSFET, sterowany przy pomocy NE555, w połączeniu z układem wykrywającym zmiany obciążenia.
    Ponieważ największym wyzwaniem jest właśnie owy układ wykrywania zmian obciążenia i odpowiedniej reakcji na ten fakt, ograniczyłem się jak na chwilę obecną do tej części projektu.

    Układ miękkiego startu PWM - taki trochę inny

    Układ miękkiego startu PWM - taki trochę inny

    D1, D2, D3, D4 – mostek prostowniczy.
    D5 – dioda tylko obecnie na potrzeby symulacji. W układzie ma być w tym miejscu główny kluczujący tranzystor MOSFET.
    C4, R14, R2, D6, C1 – filtr „wygładzający” sygnał obecności obciążenia, tj. napięcia na mostku.
    R4, R17, R5 – dzielnik napięcia – tworzy źródła napięcia odniesienia dla komparatorów U1A i U1B.
    R6, D7, R7, C3 – filtr prostujący i „wygładzający”.
    D10, R9, D9, Q2, R10, R11 – źródło prądowe ładujące C2.
    Q4, R12 – układ rozładowujący C2.
    Q3, D8 – układ ustalający napięcie maksymalne na C2.
    R13, R20, Q1 – stopień załączający przekaźnik wyjściowy J2
    Elementy z oznaczeniem „sym” – elementy „stabilizujące” symulację. Dodałem je w związku z problemami sygnalizowanymi przez symulator. Nie przywiązuję do nich wagi, bo w praktyce mogą okazać się zbędne, podobnie zresztą jak może okazać się, że trzeba coś dodać, czego tutaj nie ma...

    Działanie:

    W momencie włączenia obciążenia (zamknięcia obwodu 230V), pojawiają się napięcia na diodach mostka. Ponieważ sygnał ten jest w takiej postaci mało „przydatny” (ze względu na niską wartość napięcia), zostaje przefiltrowany i trafia do komparatora U1A, mającego za zadanie jego podniesienie. Następnie po wygładzeniu zostaje odwrócony w U2A, gdzie stanowi już sygnał sterujący tranzystora Q4, powodujący jego zatkanie. Od tej chwili napięcie na kondensatorze C2, ładowanym przez źródło prądowe Q2, wzrasta liniowo od wartości bliskiej zeru do wartości ustalonej przez elementy Q3, D8. Odpowiada to zmianie napięcia w punkcie „nod13” (baza tranzystora Q3) z 0,7V do ok 4,7V. Przebieg tego napięcia ma za zadanie w przyszłości sterować za pośrednictwem układu NE555 wypełnieniem impulsów wspomnianego wyżej MOSFETa. Szybkość narastania tego napięcia zależna jest od ustawienia potencjometru R11. W momencie osiągnięcia na C2 napięcia powodującego otwarcie tranzystora Q3, tranzystor Q1 załącza przekaźnik J2 i układ rusza „pełną mocą”.

    Odłączenie obciążenia (przerwanie obwodu 230V) powoduje zanik napięcia na diodach mostka i jednocześnie odpowiednią reakcję obu komparatorów: na wyjściu U1A pojawia się napięcie ujemne, a na wyjściu U1B – napięcie dodatnie. W efekcie tranzystor Q4 zostaje otwarty i błyskawicznie rozładowuje C2. Tranzystory Q3 i Q1 zatykają się, a przekaźnik się otwiera. Taki stan trwa do chwili ponownego zamknięcia obwodu 230V...

    Na przebiegach oscyloskopu ładnie widać punkty załaczenia i wyłączenia obciążenia. Linia niebieska – przefiltrowane napięcie wyjściowe z komparatora U1A, linia zielona – napięcie na kondensatorze C2 (planowane do sterowania modulacją PWM). Wygląda nieźle ;)

    To na chwilę obecną byłoby na tyle. Symulacje wychodzą dobrze. Ciekawe jak będzie w praktyce... Teraz czekam na więcej wolnego czasu i chęci, bo przyznam, że wykończyło mnie trochę to główkowanie... W tym miejscu daję Wam koledzy czas i pole do przemyśleń, sugestii, a może całkiem innych rozwiązań...

    Pozdrawiam, Nyquist.
    --------------------------------------------------------------------
    Może ktoś z kolegów miałby chęć przyłączyć się do projektu i zaprojektować płytkę PCB?... Byłbym bardzo wdzięczny :)

    Przy projektowaniu należałoby uwzględnić:
    1. W miejscu diody D5 powien się znaleźć tranzystor mosfet. Należałoby wyprowadzić jego bramkę za pomocą padu, służącego do podłączenia później układu sterującego, który będzie na osobnej płytce.
    2. Na płytce należy przewidzieć konektory, albo poprostu pady:
    - 2 pady dla podłączenia sieci 230V szeregowo z obciążeniem (na schemacie nody 1 i 26),
    - 3 pady dla podłączenia zasilacza stabilizowanego, +12V (nod 16), -12V (nod 9) i GND (nod 0),
    - 2 pady dla potencjometru obrotowego R11 (nody 16, 20),
    - zamiast diod prostowniczych też myślałem o padach dla podłączenia gotowego mostka, może nawet poziomego dla lepszego odprowadzania ciepła,
    - przekaźnik J2 dowolny z napięciem cewki 12V i parametrami styków roboczych 230V/16A lub wyższymi, najlepiej zaprojektować go na brzegu płytki, żeby można było ewentualnie łatwo dokonać zmiany na inny.

    Proszę używać opcji "zmień", a nie - "odpowiedz".
    /prezeswal/.


    Zgoda, mój błąd, przepraszam, następnym razem się poprawię.

    ----------------------------------------------------------------------

    Natomiast osoby zainteresowane tematem, które będą chciały uzyskać więcej informacji o postępach realizacji urządzenia proszę kontaktować się za pomocą e-maila lub pw. Dzięki szanownemu koledze prezeswal, który wyrzucił część tematu do kosza (https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=7357003#7357003) zaprzestaję pisania w tym temacie, bo to nie ma sensu. Będę kontaktował się z kolegą MELP, który obiecał pomóc, indywidualnie przez pw. Pozdrawiam wszystkich elektrodowiczów.