Regulator PWM 14V na NE555 - zbyt mały zakres regulacji (0-5V)

Witam.

Dzisiaj poskładałem pierwszy mój własny, tak skomplikowany układ elektroniczny, który działa, jestem z tego bardzo dumny, jednak działanie jego nie jest do końca zadowalające

Regulator PWM do samochodu, zasilany napięciem stałym 14,1V, ma sterować dwoma równolegle połączonymi żarówkami halogenowymi 60W 12V podając na nie napięcie około 7-8V (zasilanie plusem).
Testowałem obciążając regulator jedną żarówką 60W 12V i zasilając z zasilacza warsztatowego.

Wzorowałem się na schemacie z załącznika, jedyna różnica jest taka że diody D1 i D2 użyłem 1N4001.

Regulator reguluje napięciem od 0 do 5,5V a mosfet przykręcony do sporego radiatora grzeje się do temperatury powyżej 100*C.

1. Jak zwiększyć zakres regulacji do przynajmniej 8V ?
2. Co zrobić żeby na tranzystorze wytracało się mniej mocy?

Pozdrawiam.
Rafał.

I więcej nie da. Musisz zamontować np. IRFP9240 lub lepiej IRF4905. Tylko popatrz jak go podłączyć.

Nie do końca rozumiesz zasadę działania PWM. Poczytaj o tym! W tym regulatorze nie chodzi o zmianę napięcia, a czas włączenia żarówki PEŁNYM napięciem jakie jest na wyjściu. Czyli... w tym regulatorze nie regulujesz napięcia a czas impulsu.

Poza tym zwykłym miernikiem bez TrueRMS nie zmierzysz poprawnie napięcia. na wyjściu układu.

Nie chodzi o miernik, tam nie może być N-MOSFET.

slawussj napisał:

Nie chodzi o miernik, tam nie może być N-MOSFET.

Może, może. Wystarczy tylko, że żarówkę włączy w dren a źródło podłączy bezpośrednio do masy. I tak też autorze tematu powinieneś zrobić

Może i powinien, ale przerabianie instalacji w samochodzie wartym tysiące razy więcej od tranzystora?

Ajj faktycznie. Przepraszam. Jakoś umknęło mi to, że już z góry określone jest jak mają być załączone żarówki. Zamyśliłem się

Pozdrawiam i przeprasza za wprowadzenie w błąd.

Teraz już rozumiem troszkę więcej, wziąłem tego IRFP064n bo ma bardzo małe RDS(on).
Żarówkę włączyłem w źródło z wiadomych samochodowych względów, jeśli była by od strony drenu to układ działał by poprawnie? Myślałem że moje problemy wynikają ze zbyt niskiej częstotliwości pracy albo coś

Dało by się ten układ ulepszyć dokładając pośredni tranzystor tworząc coś na kształt darlingtona?

Nie potrzeba. Wstaw odpowiedniego P-MOSA i będzie dobrze. Tyle, że max. będziesz miał tam, gdzie teraz min. na potencjomertrze

Temat podobny - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1997414.html

slawussj napisał:

Nie potrzeba. Wstaw odpowiedniego P-MOSA i będzie dobrze. Tyle, że max. będziesz miał tam, gdzie teraz min. na potencjomertrze

To nie wystarczy, bo raz, że NE555 pracuje z obniżonym napięciem, a dwa, że napięcie na wyjściu NE555 w stanie wysokim nie sięga napięcia zasilającego.

d3lta - w miejsce istniejącego tranzystora N-MOSFET wstaw zwykły bipolarny BC338 lub podobny z emiterem do masy, zmień opornik R3 na 2.7-3.3kΩ (w ten sposób prąd bazy będzie wynosił około 2-3mA), kolektor połącz z +14.1V poprzez opornik 470Ω (prąd kolektora około 30mA). Do żarówek zastosuj odpowiedni P-MOSFET, jego bramkę połącz przez opornik 100Ω z kolektorem BC338. W ten sposób osiągniesz pełny zakres regulacji, przy czym ani MOSFET nie będzie się grzał, ani regulacja się nie odwróci.

Ja bym dodatkowo wyrzucił stabilizator bo napięcia i tak nie przekroczy 18 V. Ale w celu lepszej filtracji zasilania można dołożyć kondensator 100nF na zasilaniu układu. Rezystor bramkowy można by było trochę zmniejszyć, powiedzmy do 33-50 ohm.

tadeusz12345 napisał:

w celu lepszej filtracji zasilania można dołożyć kondensator 100nF na zasilaniu układu.

Nie wystarczy C4 (elektrolityczny 100uF 25V) który już tam jest?




Dodano po 38 [minuty]:

kspro napisał:

d3lta - w miejsce istniejącego tranzystora N-MOSFET wstaw zwykły bipolarny BC338 lub podobny z emiterem do masy, zmień opornik R3 na 2.7-3.3kΩ (w ten sposób prąd bazy będzie wynosił około 2-3mA), kolektor połącz z +14.1V poprzez opornik 470Ω (prąd kolektora około 30mA). Do żarówek zastosuj odpowiedni P-MOSFET, jego bramkę połącz przez opornik 100Ω z kolektorem BC338. W ten sposób osiągniesz pełny zakres regulacji, przy czym ani MOSFET nie będzie się grzał, ani regulacja się nie odwróci.

Tak to ma wyglądać?

No racja, jakoś mi umknęło, że tam jest stabilizator. Lepiej, gdyby go nie było. Bez stabilizatora powinno działać bez dalszych przeróbek.

Tak, właśnie o takie połączenie mi chodziło. Przedtem stan wysoki na wyjściu NE555 włączał N-MOSFET, a teraz włącza NPN BC338, który z kolei włącza P-MOSFET. Podczas włączania P-MOSFET-a pojemności bramki ładowane są przez opornik R5, gdyż tranzystor NPN stanowi praktycznie zwarcie, natomiast podczas wyłączania P-MOSFET-a pojemności bramki rozładowywane są przez R4+R5, dlatego R4 nie może być zbyt duży, 470Ω wydaje mi się dobrym kompromisem. Gdyby to była przetwornica to takie wyłączanie byłoby zbyt wolne, ale w przypadku PWM o niższej częstotliwości powinno wystarczyć. W razie czego będzie można zmienić ten fragment układu, a na razie zrób próbę czy wszystko działa i czy MOSFET się nie grzeje. Jest 12-14V do dyspozycji, więc lepiej zastosuj zwykły P-MOSFET, to nie musi być jakiś Logic-Level o obniżonym napięciu VGSth.

Kondensator C4 100µF teoretycznie wystarczy ale pod warunkiem, że jest blisko zarówno NE555 jak i stabilizatora 7809. Chyba lepiej dać tam dwa mniejsze kondensatory, jeden ceramiczny 0.1µF zaraz przy wyjściu stabilizatora, bo tego wymaga stabilność, a drugi elektrolityczny 4.7µF albo taki sam ceramiczny 0.1µF tuż przy zasilaniu NE555. Jeżeli na płytce wyjdzie tak, że ścieżki łączące wyjście stabilizatora z zasilaniem NE555 oraz masę są bardzo krótkie, to pojedynczy 0.1µF powinien wystarczyć (ceramiczny, nie MKT czy inny foliowy). Kondensator C3 na wejściu stabilizatora powinien być bardzo blisko, w przeciwnym wypadku należy także zastosować dodatkowy ceramiczny 0.33µF tuż przy jego nogach. Sam stabilizator może być typu 78L09 w małej tranzystorowej obudowie TO92 na 100mA, bo pobór pradu przez NE555 jest nieduży.

Miałem się rozpisać, ale krótko - działa - sprawdzone. Możesz zaoszczędzić na stabilizatorze.

slawussj napisał:

Miałem się rozpisać, ale krótko - działa - sprawdzone. Możesz zaoszczędzić na stabilizatorze.

Dzięki. Jaka jest różnica w działaniu pomiędzy pierwszym (tym "moim") a drugim układem? Widzę że inne są wartości elementów odpowiedzialnych (chyba?) za przełączanie. Będzie inna częstotliwość przełączania mosfeta?

Masz do tego rysunek płytki?

Nie składałem twojego, tylko z elementów, które akurat były na biurku. Przypuszczam, że kondensator zwiększony z 10nF do 100nF, a potencjometr zmniejszony 10 razy, więc częstotliwość powinna pozostać zbliżona do twojego układu. Tu masz ogromną dowolność w doborze elementów. Płytka? Przecież to 10 elementów. Spróbuj sam narysować płytkę i wstaw do sprawdzenia.

Narysowałem płytkę, proszę o sprawdzenie czy zrobiłem to poprawnie.

Ścieżki na pewno za cienkie. Po co te miniaturowe diody do żarówek? Po co LM7809?

Które ścieżki za cienkie? Wszystkie?
Diody do żarówek do dwie sztuki BYV34-400 żeby zabezpieczyć (nie wiem czy to potrzebne) przed powrotem napięcia +12V od strony żarówek.
LM7809 pozostał tak jak był, ewentualnie zamontuje LM7812, a to z tego względu że kiedyś padł mi regulator w alternatorze i miałem ponad 18V w instalacji i wszystkie niefabryczne układy elektroniczne uległy uszkodzeniu.

Na płytce były wpisane inne diody, ale skąd miałoby wrócić to napięcie.

slawussj napisał:

Na płytce były wpisane inne diody, ale skąd miałoby wrócić to napięcie.

Kolega d3lta pewnie myśli, że żarówka działa jak silnik, bądź cewka przekaźnika. Stąd to przypuszczenie o diody.

Kolego d3lta nie musisz stosować tych diod. Poza tym są one i tak źle włączone.

Dodatkowo prowadzenie ścieżek jest tragiczne. Nie używa autoroutera, tylko staraj się sam prowadzić ścieżki. Po paru próbach płytki na pewno będą lepiej wglądały, niż ta przedstawiona tutaj

Pozdrawiam.

Powyższy układ działa tak jak powinien.
Co trzeba by w nim zmienić żeby zastosować tranzystor 2SA1492?

Na przykład:

Ale może bardziej się grzać.

Dzięki.
Skoro tam ma być darlington to czy zamiast tych dwóch tranzystorów mógłbym dać tylko jeden np. TIP36C ?

TIP36C to darlington?

slawussj napisał:

TIP36C to darlington?

Nie.

Ale para TIP36B/TIP36C tworzy parę komplementarną. Autor musiał ją pomylić z parą Darlingtona.

Ehh, rzeczywiście było jak kolega DVDM14 napisał.
Podpowiedzcie koledzy jak szukać odpowiedni element, w tym przypadku tranzystor, gdy znam prąd, napięcie, wzmocnienie, a nie znam oznaczenia? Jest do tego jakaś szukajka? Znalazłem takie coś ale nie działa http://tranzystory.pev.pl/index.php?rodz=bi

Dodano po 18 [minuty]:

BDW47G się nada?

Pytanie o TIP36C było retoryczne. TIP36B i TIP36C nie tworzą pary komplementarnej. Różnią się jedynie dopuszczalnym napięciem pracy. BDW47G teoretycznie się nada, ale ja bym go nie zastosował. BD650 i TIP36 ( BD250) to minimum przy prądzie pracy 10-12A. Czemu uparłeś się na tranzystor bipolarny.