Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Mierniki instalacji Metrel
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

PWM sterowany napięciem do zasilania grzałek

jacenty815 02 Gru 2011 22:19 5217 16
  • #1 02 Gru 2011 22:19
    jacenty815
    Poziom 8  

    Witam, mam problem ze znalezieniem sprawdzonego rozwiązania mojego problemu - także tu, na forum.... Chcę zbudować układ, który w zależności od napięcia zasilania będzie zwiększał lub zmniejszał moc trzech grzałek o napięciu 12V i mocy 250W każda. Urządzenie ma mieć zastosowanie w samochodzie z instalacją 12V i sterować pracą podgrzewacza cieczy chłodzącej z trzema świecami żarowymi. Ponieważ napięcie w instalacji się zmienia w zależności od ilości podłączonych odbiorników prądu oraz stanu naładowania akumulatora, a alternator ma zaledwie 70A (oraz podobno świece nie są zbyt trwałe) wymyśliłem żeby zmieniać moc świec w zależności od napięcia. Czyli po odpaleniu silnika (duże obciążenie akumulatora niskie napięcie np 12,5V) moc grzałek to np 30 procent mocy (wypełnienie impulsów 30/70), po chwili napięcie rośnie i stopniowo zwiększa się moc (np przy napięciu 14,5V wypełnienie impulsów 90/10). Jeśli w czasie jazdy włączymy światła i np dmuchawę (napięcie instalacji spada) moc grzałek także się obniża itp. Podsumowując: w zakresie napięć 12,5V-14,5V współczynnik wypełnienie zmienia się w zakresie 30/70 do 90/10. W układzie widzę zastosowanie NE555 lub czegoś podobnego (żadnych procesorów, PLD itp.), świece są połączone jednym biegunem z masą, a więc P-Mosfet... Jeśli ktoś wie gdzie mogę znaleźć rozwiązanie lub ma jakiś pomysł to proszę o pomoc.

    0 16
  • Mierniki instalacji Metrel
  • #2 03 Gru 2011 13:49
    Dar.El
    Poziom 40  

    Witam
    Wypełnienie 30/70 czyli około 43% rozumiem ale 90/10 to 900% i nie bardzo wiem jak coś takiego zrealizować.

    0
  • Mierniki instalacji Metrel
  • #3 03 Gru 2011 19:28
    jacenty815
    Poziom 8  

    Kurczekurcze... wypełnienie 900 procent nie istnieje... może trochę niejasno to napisałem, wczoraj było już późno. Chodziło mi o podział procentowy czyli wypełnienie 30 procent dla napięcia 12,5V zmieniane płynnie do 90 procent dla 14,5V. Nie są to wartości krytyczne. Jeśli chodzi o napięcie to mniej więcej w takim zakresie zmienia się w instalacji samochodu natomiast wypełnienie podałem orientacyjne. Zakładam, ze jeśli da się zbudować taki układ to będzie też możliwość regulacji wypełnienia w pewnym zakresie.

    0
  • #4 03 Gru 2011 19:41
    Mariusz Ch.
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Witam.

    Mam bardzo duże wątpliwości, co do sensu stosowania

    jacenty815 napisał:
    Urządzenie ma mieć zastosowanie w samochodzie z instalacją 12V i sterować pracą podgrzewacza cieczy chłodzącej z trzema świecami żarowymi.



    Mnie się wydawało, że robi to silnik podczas pracy.

    Pzdr.

    0
  • #5 03 Gru 2011 20:26
    jacenty815
    Poziom 8  

    Każdy z nas ma jakieś wątpliwości... Ale nie o tym jest ten wątek. A silnik, no cóż... grzeje się w czasie jazdy, to fakt. Jednak w dużej części aut tego typu urządzenia są stosowane i bardzo pozytywnie wpływają na szybkość nagrzewania, zwłaszcza w niskich temperaturach. Pozdrawiam

    0
  • #6 03 Gru 2011 23:30
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Przy mocy ciągłej 250W na ogrzanie 5l wody o 10 stopni wg obliczeń potrzeba 14min. Wygląda na to że przy mocy grzewczej silnika 250W to jest nic. Chyba żeby grzać przed odpaleniem w zimie ale może nie taką marną mocą tylko np 2kW/230V.
    A układ taki jak chcesz da się zbudować np. 555 + źródło prądowe zależne od napięcia.

    0
  • #7 04 Gru 2011 00:01
    Aleksander_01
    Poziom 39  

    Po co tak kombinować.
    Ja mam zamontowany układ z trzech grzałek nurkowych pochodzących z diesla laguny gdzie świec jest 4 ale ja wykorzystuję tylko 3 ze względu na max. obciążalność alternatora (90 A) a każda ze świec pobiera około 23 A.
    Układ działa w pełnej automatyce tzn: samoczynnie się załącza po 30 s od momentu uruchomienia silnika i samoczynnie się wyłącza po osiągnięciu 70°C przez płyn chłodniczy.
    Układ bardzo obciąża alternator oraz silnik (spadające wolne obroty), więc podpiąłem się do komputera z info o załączonej klimatyzacji (podniesienie obrotów).
    Cały układ jest banalnie prosty, tani (około 100 zł) i niezawodny.

    Wykonałem już kilka takich układów dla kolegów i wszystkie sprawują się rewelacyjnie.

    1
  • #8 04 Gru 2011 13:21
    jacenty815
    Poziom 8  

    Dziękuję za zainteresowanie. U mnie podgrzewacz z laguny nie podejdzie ze względu na większą średnicę króćców. Właściwy podgrzewacz już mam i bardzo prosty układ do sterowanie także potrafię zrobić. Ze względu na pobór prądu mogę włączyć tylko dwie świece bo przy trzech zwykle zaczyna się ślizgać pasek alternatora (bez obawy-jest dobrze naciągnięty). Problemem jest spory pobór prądu i niestety niska trwałość świec. W zimowych warunkach przy podłączeniu bezpośrednim czyli +akumulatora-->przewód-->bezpiecznik-->styki przekaźnika-->świece te ostatnie wytrzymują przeciętnie dwa tygodnie. Cena jednej świecy to ok.40 zł, ale dochodzi ich wymiana co wiąże się z ubytkami płynu chłodzącego. Zakładam więc, że zasilenie świec z niepełną mocą pozytywnie wpłynie na ich trwałość, a "modulacja" mocy grzania w zależności od napięcia nie spowoduje deficytu energetycznego - powstanie swego rodzaju ujemne sprzężenie zwrotne stabilizujące moc świec na pewnym poziomie zależnym do faktycznych możliwości alternatora w danym momencie. Pozdrawiam

    0
  • #9 07 Gru 2011 23:02
    jacenty815
    Poziom 8  

    No dobra, trochę pogrzebałem i tak jak pisze kolega jarek_lnx wychodzi, że pod nóżkę "5" NE555 trzeba podłączyć do masy źródło prądowe a do "+" akumulatora samochodu jakiś dobrany opornik. No i teraz dylemat w jaki sposób NE555 reaguje na podawane napięcie na wyprowadzenie nr 5?? Według wstępnego założenia napięcie w instalacji zmienia się od 12,5 do 14,5V. Czy układ scalony zasilać bezpośrednio z instalacji (zmieniającym się napięciem) czy przez stabilizator? Jeśli przez stabilizator to jaki - 6V, 9V...? Czy napięcie zasilania ma jakieś znaczenie jeśli chcę uzyskać zmianę współczynnika wypełnienia w zakresie 30-90 procent? Krótko mówiąc nie wiem czy współczynnik wypełnienia zmienia się proporcjonalnie do napięcia na wyprowadzeniu nr 5 i czy ma znaczenie napięcie zasilania - jaka jest zależność napięcia zasilania i napięcia na nóżce nr 5. Pomocy!

    0
  • #10 08 Gru 2011 18:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Sposobów na PWM sterowany napięciem można wymyślić wiele. Ja miałem pomysł taki żeby na 555 zrobić generator o wypełnieniu 30% i wraz ze wzrostem napięcia zwiększać wypełnienie, zmieniając prądy ładowania i rozładowania kondensatora dodatkowym źródłem prądowym. Do podstawowej aplikacji 555 dochodzą tylko cztery elementy, ale taki prosty układ ma drobne wady.
    PWM sterowany napięciem do zasilania grzałek

    0
  • #12 08 Gru 2011 20:24
    jacenty815
    Poziom 8  

    prezeswal - dzięki, widziałem już ten temat, jednak z wykresu nie umiem za bardzo odczytać jak się zmienia wypełnienie w interesującym mnie zakresie.

    jarek_lnx - nie wiem czy dobrze rozumiem, ale wzrost napięcia powyżej napięcia przewodzenia stabilizatora D2 (i Ube Q1) spowoduje przewodzenie Q1 i... no, właśnie co dalej? Szybsze rozładowanie C1? W jakim zakresie zmienia się współczynnik wypełnienia? Możesz zrobić jakąś symulację?

    0
  • #13 08 Gru 2011 22:02
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Dodatkowy prąd pobierany stale z kondensatora przyśpiesza rozładowanie (zmniejsza się czas "0" na wyjściu) a spowalnia ładowanie (zwiększa się czas "1"). Wyniki symulacji załączam, (zmieniłem R6 na 560Ω) ale jak z tamtego wykresu nic nie zrozumiałeś, to ten jest podobny - napięcie sterujące (od 12V do 15V) i przebieg wyjściowy zmieniają się w funkcji czasu. Działanie układu w symulacji nie gwarantuje że tak to samo będzie w realnym układzie. Pewnie trzeba będzie coś podobierać i dodać rezystor od bazy Q1 do masy.
    PWM sterowany napięciem do zasilania grzałek

    0
  • #14 09 Gru 2011 17:43
    jacenty815
    Poziom 8  

    Dzięki - z tym ładowaniem kondensatora i rozładowaniem to nawet logiczne jest. A z wykresami u mnie nie jest tak źle choć wydaje mi się że ten z linku kolegi prezeswal jest nieco nieczytelny - dla napięcia ok. 9,5V na wykresie "zaczyna" się najdłuższy impuls (na środku skali) i trwa on do momentu gdy napięcie osiągnie ok. 11,5V. W tym czasie napięcie powoli osiąga swoje max. czyli 12V i zaczyna opadać do tych ok. 11,5V i tu właśnie niejasne jest jak długo by trwał ten impuls gdyby został wygenerowany przy nie zmiennym napięciu 12V. Nie wiem czy mnie dobrze rozumiesz -po prostu Twój wykres jest o wiele lepiej zeskalowany - zmiana napięcia w zakładanym zakresie powoduje powstanie dużej ilości impulsów i dla danego napięcia nie ma problemu z określeniem czasu ich trwania. Trochę to zawiłe... W każdym razie wielkie dzięki! Pisałeś wcześniej, że układ ma drobne wady - jakie?

    0
  • #15 09 Gru 2011 21:27
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Weź pod uwagę zerwanie drgań generatora, i w moim i w tamtym układzie, w moim przy najwyższym napięciu źródło prądowe pobiera taki prąd że napięcie na kondensatorze nie osiąga progu przełączania i wyjście zostaje w stanie "1" (wypełnienie 100%) ale to nie jest wada. Wadą może być zależność od temperatury ( dioda D2 i tranzystor T1) piszę może bo czasami ma sens wprowadzić ją celowo (jaką?), wadą jest próg zadziałania zależny od właściwości elementów które mają znaczne rozrzuty (zener i tranzystor) możliwe, że na etapie uruchamiania, trzeba będzie pozmieniać wartości elementów (R6 i D2 ).

    0
  • #16 10 Gru 2011 13:11
    jacenty815
    Poziom 8  

    Dzięki, być może jest to rozwiązanie mojego problemu. Myślę, że zbudowanie układu i poddanie go testom da ostateczną odpowiedź. Pozdrawiam :D

    0
  • #17 10 Gru 2011 15:08
    kkknc
    Poziom 42  

    Rozwiązanie totalnie bez sensu. W samochodach, w których jest to stosowane 1 grzałka jest podłączona do jednego obwodu a dwie kolejne razem do drugiego. Sterowania PWM się nie stosuje. Tylko włączenie jednej dwóch lub trzech grzałek. Trwałość grzałek jest bardzo duża, bo obmywa je płyn chłodniczy, więc się nie przegrzewają.

    0