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

Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.

hubertfab 18 Lip 2013 21:35 33093 46
  • Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.

    Witam,

    Chciałbym przedstawić prostą konstrukcję regulatora mocy, układ jest zbudowany na timerze 555 pracującego w trybie PWM. Elementami wykonawczymi są tranzystory IRF3205, pisze tranzystory ponieważ są 2 połączone razem w celu zmniejszenia rezystancji, oraz lepszego odprowadzania ciepła.
    Napięcie z transformatora prostowane jest przez 35A mostek osadzony na radiatorze. Podawane na 8V stabilizator i dalej na układ.
    Układ z założenia miał pracować z sześciona 12V 50W halogenami.

    Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów. Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów. Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.

    Schemat układu :
    Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.


    Link

    Fajne! Ranking DIY
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
    O autorze
    hubertfab
    Poziom 21  
    Offline 
    hubertfab napisał 552 postów o ocenie 445, pomógł 31 razy. Jest z nami od 2008 roku.
  • #2
    mreq
    Poziom 21  
    Z tych 8V za stabilizatorem na wyjściu 555 masz z 1V mniej i jeszcze na bramce mosfetów masz 0.7V mniej to się robi 6.3V - gdybyś tam przyłożył 12V nie potrzebowałbyś 2 mosfetów.
  • #3
    jaccuzi2
    Poziom 12  
    Czy te ścieżki doprowadzające zasilanie do halogenów są jakoś pogrubione? Chciałbym zwrócić uwagę, że będzie nimi płynął prąd o natężeniu ok 25A przy pełnej jasności świecenia. To samo tyczy się śrubowych złączy zasilających, te zastosowane mają maksymalny prąd przewodzenia na poziomie ok 15A, więc są one stanowczo za słabe. Kable wyglądają na 1,5mm^2, również jest to mało na tak duży prąd.
  • #4
    KGS
    Poziom 23  
    Witam!
    Wiem, że jest bardzo prosta PCB, ale czy można prosić Autora (Kol. hubertfab) o udostępnienie rysunku tej płytki do regulatora? Pozdrawiam i z góry dziękuję !
  • #5
    Nereida4
    Poziom 22  
    Ja na miejscu kolegi pogrubił bym ścieżki.
  • #6
    hubertfab
    Poziom 21  
    mreq napisał:
    Z tych 8V za stabilizatorem na wyjściu 555 masz z 1V mniej i jeszcze na bramce mosfetów masz 0.7V mniej to się robi 6.3V - gdybyś tam przyłożył 12V nie potrzebowałbyś 2 mosfetów.


    Cały układ jest zasilany z AC 12V. Stabiliator potrzebuje większego napięcia, niż jego napięcie stabilizacji.


    Oczywiście, ścieżki zostały pogrubione. Przewód został odizolowany, pocynowany, następnie przylutowałem go do ścieżek, którymi płynie duży prąd.
    Złącza śrubowe zostały założone w celu łatwiejszego podłączania układu w fazie testów. Na koniec zostały wylutowane, w nich miejsce bezpośrednio podłączyłem przewody.

    PS: Dodałem schemat i płytkę w pierwszym poście.
  • #7
    Zuliczek
    Poziom 17  
    Na miejscu kolegi zastosował bym trochu większe tranzystory sterujące bramami mosfetów. Szybsze przełączanie bram przekłada się na mniejsze straty na mosfetach.
    Też jestem za podniesieniem napięcia sterującego bramami.
  • #8
    SylwekK
    Poziom 31  
    Żeby podnieść napięcie sterujące wystarczyło by podłączyć R3 bezpośrednio do zasilania, a nie za stabilizatorem. Do przyspieszenia przełączania proponuję równolegle z R2 kondensator 0,1u i ewentualnie dodatkowo w szereg przed tym połączeniem równoległym rezystorek około 100om aby zminimalizować nieco prądy przy rozładowaniu tego kondensatora.
  • #9
    daroslav15
    Poziom 15  
    A do czego służy rezystor R3 w układzie? Nie lepiej zamiast ładować rezystory ograniczające impulsy prądowe zastosować mocniejsze tranzystory np.bc337..bc317?
  • #10
    kip
    Poziom 12  
    Kolego, jeśli masz 12VAC to po wyprostowaniu otrzymujesz 12*(sqrt(2)), czyli ok. 17VDC. Po odjęciu spadku na diodzie (0,7V) i tzw. minimalnego dropoutu na stabilizatorze spokojnie uzyskałbyś stabilizowane 12V z 7812. Zmniejszyłoby to znacznie straty na mosfetach.
  • #11
    mkpl
    Poziom 37  
    Wystarczy zmienić mosfety na te z logiką TTL (np IRFL44) i wrzucić po 5.1V zenerce na bramkę i problem całkowicie się rozwiązuje ;)
  • #12
    stachu_15
    Poziom 11  
    Fajna konstrukcja. Zgrabna i przydatna.
    Mam pewne pytanie do autora, jakie oznaczenie ma zastosowana obudowa? Sam potrzebuję zrobić podobne urządzenie ale do regulacji 230 VAC / 1,5 kW.
    I może jak już piszę, to podpytam. Czy zasilacz beztansformatorowy na 12 V uciągnie wiatraczek, którzy rzekomo pobiera ok 100 mA ? Jakie powinien mieć parametry/elementy (C i R) ? Jak to policzyć ?
  • #13
    Pokrentz
    Poziom 21  
    Swoją drogą, to można BARDZO zredukować ciepło na tranzystorach przez obniżenie częstotliwości przełączania. Warto na to zwrócić uwagę. Przy 100 Hz bezwładność żarówek halogenowych praktycznie wyeliminuje migotanie a ciepło będzie się wydzielać na tranzystorach 200 razy na sekundę zamiast np. 2000 razy (przy 1 kHz).
    Oczywiście, bramki lepiej przełączać napięciem w okolicach 10 - 12V (nie przekraczać 15V dla bezpieczeństwa mosfetów) niż czymś w okolicach 6 V, choćby po to, żeby mieć pewność ich nasycenia w stanie włączonym. No i wyższe napięcie oznacza też szybsze przeładowywanie bramek, co przekłada się na krótszy czas stanu przejściowego tranzystorów a to - obniża straty mocy na nich. Jak się nie nasycą, to ciepło wydzielane na nich przy dużej mocy roboczej spowoduje, że tranzystory same zabłysną.
    Zamiast rezystora R3 lepiej dać w bramkach mosfetów oporniki rzędu 5 - 10 omów a w przeciwsobnym wtórniku ładującym bramki zastosować mocniejsze tranzystory bipolarne (np. z rodziny BD 136 - BD140 o odpowiednich typach przewodnictwa). Rozwiązanie ze schematu wydłuża czas przeładowania bramek mosfetów - kompletnie niepotrzebnie, bo wydłuża czas przełączania i tym samym zwiększa straty.
  • #14
    bobo
    Poziom 29  
    kip napisał:
    Kolego, jeśli masz 12VAC to po wyprostowaniu otrzymujesz 12*(sqrt(2)), czyli ok. 17VDC.


    Ciekawe jakim cudem, co tak "podbija" napięcie? Po dopięciu kondensatora za prostownikiem, zgoda.

    Pozdrówka
  • #15
    komatssu
    Poziom 28  
    Pokrentz napisał:
    Swoją drogą, to można BARDZO zredukować ciepło na tranzystorach przez obniżenie częstotliwości przełączania. Warto na to zwrócić uwagę. Przy 100 Hz bezwładność żarówek halogenowych praktycznie wyeliminuje migotanie a ciepło będzie się wydzielać na tranzystorach 200 razy na sekundę zamiast np. 2000 razy (przy 1 kHz).

    Byłaby to prawda przy zasilaniu napięciem stałym np. z akumulatora, ale tak niska częstotliwość PWM będzie nakładać się (dudnić) z częstotliwością 100Hz wyprostowanego napięcia sieci, powodując nieciekawy efekt migotania światła z częstotliwością kilka-kilkanaście Hz.

    Warto zauważyć znacznie poważniejszą niedoskonałość przedstawionego układu niż straty mocy w tranzystorze - przepływ prądu o natężeniu 300W/12V=25A przez mostek prostowniczy poprzedzający regulator spowoduje straty mocy w samym prostowniku wynoszące nawet 50W...
  • #16
    Roofi_PL
    Poziom 9  
    stachu_15 napisał:
    Fajna konstrukcja. Zgrabna i przydatna.
    Mam pewne pytanie do autora, jakie oznaczenie ma zastosowana obudowa? Sam potrzebuję zrobić podobne urządzenie ale do regulacji 230 VAC / 1,5 kW.
    I może jak już piszę, to podpytam. Czy zasilacz beztansformatorowy na 12 V uciągnie wiatraczek, którzy rzekomo pobiera ok 100 mA ? Jakie powinien mieć parametry/elementy (C i R) ? Jak to policzyć ?


    Dołączam się do pytania o obudowe.

    CO do zasilacza beztransformatorowego... policz sobie moc strat... przy pobierającym 1-1.5W wiatraku straty przekroczą 10W - kup zasilacz od nokii ( tylko tego typu - są transformatorowe - 5.7V na wyjściu wystarczy podmienić mostek prostowniczy na 1 diode i mocniejszy kondensator dać i 12V niestabilizowane jak znalazł )
    Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.

    do Autora:
    tak jak Koledzy wspomnieli warto podnieść napięcie zasilania ( nawet całego układu z NE555 ) do chociażby 12V.
    Dobrze by też było żebyś wstawił diodę szybką między dren i źródło mosfeta.
  • #18
    italskyyy
    Poziom 10  
    bobo napisał:
    kip napisał:
    Kolego, jeśli masz 12VAC to po wyprostowaniu otrzymujesz 12*(sqrt(2)), czyli ok. 17VDC.


    Ciekawe jakim cudem, co tak "podbija" napięcie? Po dopięciu kondensatora za prostownikiem, zgoda.

    Pozdrówka


    Hej,

    Najpierw zadajesz pytanie i sam sobie odpowiadasz :)
    Dodatkowo sformułowanie "po wyprostowaniu" jest użyte, bo bez dodania kondensatora nie mamy napięcia w pełni wyprostowanego tylko tętniące.

    Układ sam w sobie ciekawy - częstość niższa mogłaby obniżyć ciepło i faktycznie lepiej jest otwierać tranzystory przy pomocy 12 VDC - pełne otwarcie, szczególnie, że prąd jest wysoki.
    Nawet mając stabilizator bez LDO (Niski spadek napięcia) będziemy mieli spadek rzędu 1.5-2V czyli 17VDC wystarczy aż nadto.

    Pozdrówka,
    Marcin
  • #19
    Grzesiek05
    Poziom 15  
    Dziwne, że nikt jeszcze nie zauważył dużego błędu autora jakim był pomysł zastosowania ściemniacza dla żarówek halogenowych. Przy obniżaniu temperatury żarnika następuje zaburzenie cyklu halogenowego w żarówce i jej trwałość znacznie spada w porównaniu do pracy z napięciem znamionowym.

    Pomijając ten zasadniczy błąd napisze kilka zdań odnoście samego projektu.

    Proponował bym użycie drivera MOS-FET np. zwykłego TC426 zamiast bufora tranzystorowego. W wyżej wymienionym driverze napięcie wyjściowe dla stanu wysokiego jest tylko o 25mV niższe od napięcia zasilającego. Oczywiście nie należy pomijać rezystancji wyjściowej drivera, która dla stanu wysokiego wynosi ok. 15Ω. Mimo wszystko zastosowanie takiego drivera dałoby widoczną poprawę i zmniejszenie mocy traconej na tranzystorach wykonawczych.

    Popieram również pomysł przedmówców odnoście zastąpienia stabilizatora wersją na 12V. Musiałbyś tylko zwiększyć pojemność kondensatora przed stabilizatorem, aby tętnienia na nim nie wynosiły więcej niż 2V, ponieważ stabilizator będzie chwilowo tracił zdolność stabilizacji i napięcie będzie przysiadało w każdym półokresie napięcia zasilającego.


    Pozdrawiam,
    Grzesiek05
  • #20
    hubertfab
    Poziom 21  
    Widzę, że zebrała się duża grupa przeciwników LM7808. Chciałbym przypomnieć, że napięcie AC 12V, wyprostowane ma wartość w okolicach 17V (12V * 1,41), lecz jest to napięcie maksymalne. Wartość pod obciążeniem spada w okolice 12V, co uniemożliwia zastosowanie LM7812. Wcześniej dokonałem pomiarów i na tej podstawie wykorzystałem LM7808.

    Obudowa, wykonana z tworzywa, oznaczona symbolem Z50. Uwaga na obudowy Z50A, Z50B, różnią się wymiarami.


    PS: W pierwszym poście dodałem filmik, praca w docelowym miejscu.
  • #21
    Karol966
    Poziom 30  
    hubertfab napisał:
    Chciałbym przypomnieć, że napięcie AC 12V, wyprostowane ma wartość w okolicach 17V (12V * 1,41), lecz jest to napięcie maksymalne. Wartość pod obciążeniem spada w okolice 12V.


    A co ze spadkiem napięcia na diodach? Z 12AC wyjdzie ok 15DC. Skąd masz taki duży spadek napięcia do 12V? Zasilanie ma za mała wydajność...
  • #22
    mkpl
    Poziom 37  
    Wywalił bym ten rezystor 100R i podał zasilanie na kolektor wprost z przed stabilizatora. Dodatkowo obowiązkowo spiął bym zasilanie kolektorów od tranzystorów przez 100n i 4.7uF przy samych tranzystorach. W bramki mosfetów po około 20R. Częstotliwość przełączania zmniejszył bym do 250 Hz i radiator prawdopodobnie stał by się zbędny
  • #23
    Grzesiek05
    Poziom 15  
    Czy ktoś z piszących o zmniejszeniu częstotliwości przełączania spojrzał na schemat zamieszczony przez autora? Z takimi wartościami jakie są podane na schemacie generator powinien pracować na częstotliwości ok 50Hz.



    Pozdrawiam,
    Grzesiek05
  • #24
    lodzik1990
    Poziom 18  
    Pytanie do autora: a nie lepiej było skorzystać z tego schematu: Regulator PWM 12V 300W. Regulacja jasności halogenów.
    tutaj niema potrzeby stosować tranzystorów sterujących. Mosfety można łączyć równolegle dodając po jednym oporniku 30ohm na bramkę każdego tranzystora.
  • #26
    mkpl
    Poziom 37  
    Maksymalny prąd obciążenia to maksymalny prąd jaki są w stanie przemielić mosfety...

    Tranzystory sterujące bramką są potrzebne w każdym przypadku bo inaczej wychodzi grzejnik.
  • #27
    mreq
    Poziom 21  
    Tak jak koledzy mówili wywal R3, najwyżej daj go do wejścia bramek z wyjścia T1 i Q3 ( ! ) ale w wartości 22-47 Omów. Druga bardzo ważna rzecz to zastąp mostek prostowniczy diodami schottky'ego - masz tam ogromne straty przy 25A (lub zastosuj mostek prostowniczy na mosfetach Link).
    No i zmierz ile masz napięcia przed stabilizatorem.
  • #28
    Pokrentz
    Poziom 21  
    A nie spróbowałbyś zasilać przeciwsobnego stopnia sterującego (kolektor górnego tranzystora n-p-n) pezpośrednio z napięcia zasilającego halogeny, tylko zbuforowanego / zbocznikowanego sporym kondensatorem? przynajmniej 10 V powinieneś mieć ciągle, a prąd bramek mosfetów nie jest na tyle duży, żeby na kondensatorze było tętnienie większe od kilkunastu mV. MOSFET-om jako kluczom to wszystko jedno, czy mają na bramkach napięcie stałe - stałe, czy stałe lekko pulsujące sporo powyżej albo poniżej progu.
  • #29
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #30
    Atreyu
    Poziom 22  
    Jeżeli to ma był układ doświadczalny to może być. W każdym innym wypadku lepiej i prościej zrealizować taką funkcję poprzez fazową regulację trafa po stronie pierwotnej. Nawet oklepany U2008B + prosty gasik RC da sobie radę z trafem 300W, choć niektóre trafa lubią wtedy buczeć.
    Pzdr.