logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A

ArturAVS 31 Maj 2023 15:18 4539 10
  • Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A
    Od początków rozwoju elektryczności oraz elektroniki pojawiała się potrzeba budowy układów regulacyjnych umożliwiających w sposób płynny wpływać na moc wydzielaną w odbiorniku. Pierwsze regulatory budowane jako liniowe, wprowadzały ogromne straty na elemencie regulacyjnym i o ile stosunkowo dobrze sprawdzały się w urządzeniach małej mocy (np. regulator obrotów silnika przesuwu taśmy w magnetofonach) to już było to problematyczne dla średnich i dużych mocy. Wynikało to z pracy elementów mocy w zakresie liniowym, o wiele mniejsze straty zapewniała praca jako klucz (czyli otwarty lub w pełni zamknięty z pominięciem stanu przejściowego). Sterując odpowiednio stosunkiem czasu otwarcia do czasu zamknięcia można było w płynny sposób regulować moc odbiornika przy minimalnych stratach w samym regulatorze. Tak narodził się obecnie powszechnie stosowany PWM (z ang. Pulse-Width Modulation) czyli Modulacja Szerokości Impulsu. PWM znalazł głównie zastosowanie w obwodach prądu stałego do regulacji obrotów (mocy) silników DC, grzałek czy też jasności żarówek (tradycyjnych jak i LED). Sam układ generujący sygnał dla elementu wykonawczego można zrealizować na wiele sposobów, czy to w technologi dyskretnej (pojedyncze tranzystory) czy w oparciu o układy cyfrowe TTL/CMOS a nawet wzmacniacze operacyjne lub specjalizowane układy kontrolerów PWM. Jest również łatwy do zrealizowania na chyba praktycznie każdym mikroprocesorze/mikrokontrolerze. Jednym z często stosowanym układów w roli sterownika PWM, zarówno przez amatorów jaki zawodowców jest "nieśmiertelny" NE555.

    Opisywany moduł regulatora dostałem od kolegi, który nabył kilka sztuk aby regulować obroty silników od wycieraczek w samochodzie. Moduł pakowany jest w torebkę z folii antystatycznej;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Sprawia wrażenie solidnej konstrukcji, obudowa wykonana z profili aluminiowych ze stalowymi zaślepkami pełni również rolę radiatora (choć tak nie do końca, ale o tym później).

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Niejako "w komplecie" dostajemy potencjometr do regulacji wraz z gałką, na zdjęciu poniżej odkręciłem zaślepkę żeby przyjrzeć się wnętrzu.

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Jak wspomniałem, obudowa ma pełnić rolę radiatora i jest do tego dostosowana mechanicznie jednak zabrakło termopada pomiędzy elementami mocy a ścianką obudowy;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Raczej nie przewiduję długiej pracy przy większych prądach... Płytka regulatora ma wymiary 47x40mm i została wykonana jako dwustronna.

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    W zasadzie cały regulator składa się z kilkunastu elementów a jego głównym elementem jest... NE555 właśnie! Poświęciłem chwilę i przerysowałem układ połączeń z płytki;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Jako kluczy wykonawczych użyto tranzystorów 2SK3599 choć dobór rezystorów bramkowych budzi moje wątpliości...

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Jako diody gaszącej szpilki występuje duodioda MBR20100;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Rolę pomocniczego stabilizatora napięcia dla NE555 odgrywa LM317 z nieco nietypowo dobranymi rezystorami ustalającymi napięcie wyjściowe;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Częstotliwość "nośna" PWM to ~20kHz co nie powinno dawać efektów dźwiękowych przy pracy z obciążeniami indukcyjnymi, wypełnienie daje się regulować od około 2,5% do 98%. Poniżej kilka zdjęć obrazujących minimum, średnie oraz maksymalne nastawy;


    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A



    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A



    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Prawdę mówiąc jeśli miałbym kupić ten regulator to wolałbym go własnoręcznie zbudować :D.

    Errata;

    Rezystory bramkowe to nie 10k a 300Ω. Przepraszam za pomyłkę.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ArturAVS
    Moderator
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Specjalizuje się w: kf, audio, elektronika truck, nietypowe urządzenia
    ArturAVS napisał 23297 postów o ocenie 6553, pomógł 2099 razy. Mieszka w mieście Grajewo. Jest z nami od 2005 roku.
  • #2 20601470
    jvoytech
    Poziom 21  
    Dla 2SK3599 w pdf-ie podają Vgs(th) od min. 3V .. max. 5V, więc ten dzielniki R1||R3 i R3||R4 na bramkach mosfetów z napięcia zasilania 8V zrobią 4V!!! Może ktoś popełnił gafę i miało być tam 10Ω zamiast 10kΩ? 🤔
  • #3 20601856
    ArturAVS
    Moderator
    jvoytech napisał:
    Dla 2SK3599 w pdf-ie podają Vgs(th) od min. 3V .. max. 5V, więc ten dzielniki R1||R3 i R3||R4 na bramkach mosfetów z napięcia zasilania 8V zrobią 4V!!! Może ktoś popełnił gafę i miało być tam 10Ω zamiast 10kΩ?


    To chyba moja pomyłka niestety :-( Rezystory bramkowe są oznaczone 301 (300R) a od bramki do masy 103 (10k), wszystkie elementy mają wartości opisane na PCB. Przepraszam za zamieszanie.
  • #4 20602292
    Mateusz_konstruktor
    Poziom 35  
    ArturAVS napisał:
    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    ...

    Rolę pomocniczego stabilizatora napięcia dla NE555 odgrywa LM317 z nieco nietypowo dobranymi rezystorami ustalającymi napięcie wyjściowe;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A

    LM317 nie poda napięcia tyle wynoszącego w przypadku napięcia zasilania 9V, a jak jest to podawane na Kolegi schemacie.
    Gdzieś jest tu błąd.
  • #5 20602394
    ArturAVS
    Moderator
    Mateusz_konstruktor napisał:
    LM317 nie poda napięcia tyle wynoszącego w przypadku napięcia zasilania 9V

    A gdzie tak stwierdziłem?
    Mateusz_konstruktor napisał:
    Gdzieś jest tu błąd

    Oczywiście, lecz popełniony (a może nie) przez chińskiego konstruktora regulatora. NE555 pracuje poprawnie od ~4,5V, dla takiej konfiguracji LM317, napięcie wyjściowe przy zasilaniu 9V to 5,7V. Uwzględniając spadek napięcia na tranzystorze wyjściowym 555 oraz Ugs(th) 2SK3699 całość będzie działać.
  • #6 20607678
    becalel
    Poziom 10  
    @ArturAVS
    Dzięki za wrzutkę z tym brakiem właściwego docisku na obudowe/radiator, montuję ów regulator do autka małżonki ponieważ oporowy przełącznik siły nawiewu odmówił był posługi (spaliła się jedna ze spiralek, traf chciał iż ta najczęściej używana). Z dociskiem poradziłem sobie dokręcając elementy TO220 przez pasek ALU wypełniający nadmierny dystans i oczywiście z pastą temoprzewodzącą. Wniosek stąd taki iż dobrze być dociekliwym i zajrzeć od kuchni jak przygotowują danie
  • #7 20608805
    Przem188
    Specjalista EDA
    Ja szukam takiego PWM (zasilanie 24V), który steruje plusem a masa silnika jest masą samochodu. Wiem, że taki że względu na inne MOSFETy jest bardziej kłopotliwy w zaprojektowaniu. Dlatego chyba do dziś takiego nie znalazłem, a jak już, to napięcie zasilania tylko do 12V.
  • #8 20609237
    ArturAVS
    Moderator
    Przem188 napisał:
    Wiem, że taki że względu na inne MOSFETy jest bardziej kłopotliwy w zaprojektowaniu.

    Nic bardziej mylnego. Trzeba po prostu odwrócić logikę sterowania dla tranzystorów P MOSFET, np.;

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A


    Lub użyć specjalnego drivera dla N MOSFET. Całość wynika z tego, że tranzystory z kanałem N mają przeważnie lepsze parametry od tych P i są tańsze. Drivery są o tyle lepsze że pozwalają sterować o wiele większymi napięciami, np taki IR2104 (który zresztą sam często stosuję);

    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A
  • #9 20609240
    Przem188
    Specjalista EDA
    Szukam gotowego modułu o napięciu pracy 24V i obciążeniu około 6A.

    A oprócz jednego "kit"-u AVT nic nie znalazłem. Owszem, zaprojektowałem sam taki na dwóch 555 - z regulacją częstotliwości bazowej i wypełnieniu 0-100% ale brak mi czasu na składanie tego (projekt PCB także wykonałem).
  • #10 20666301
    Staszek_Staszek
    Poziom 32  
    Przem188 napisał:
    zaprojektowałem sam taki na dwóch 555

    Ciekaw jestem czemu na dwóch?
    Ja będę robił taki regulowany na 1/10 - 1/100 Hz ponieważ gotowca nie znalazłem.
    Myślałem  że zastosuję taki schemat:
    Tani regulator PWM z Alliexpres, max 60V i 20A
    Czym taki na dwóch scalakach byłby lepszy?
  • #11 20666421
    Przem188
    Specjalista EDA
    Na dwóch 555 po to by móc regulować częstotliwość.
REKLAMA