Двухполюсник с ШИМ-регулятором тока в нагрузке

В статье рассматривается схема двухполюсника с широтно-импульсным управлением, включаемого последовательно с активной нагрузкой и позволяющего плавно регулировать среднее значение тока, протекающего через нее.

Регулятор с широтно-импульсным управлением (ШИМ) — электронное устройство-двухполюсник, включаемое после­довательно с нагрузкой и предназначенное для управления мощностью, выделяемой на нагрузке путем регулирования ширины импульсов тока в ней.

Рис.1

Регулятор с ШИМ управлением (рис.1) состоит из гене­ратора прямоугольных импульсов G с возможностью управ­ления их скважностью, силового ключа S1, накопителя энер­гии конденсатора С1, ограничителя напряжения питания ге­нератора стабилитрона VD1, зарядной цепочки из диода VD2 и резистора Rогр.

Основное отличие регулятора с ШИМ управлением от не­управляемого регулятора заключается в том, что он работает на значительно бо­лее высокой частоте прерывания тока и поз­воляет плавно управ­лять силой тока через нагрузку за счет изме­нения ширины импуль­сов этого тока.

В качестве задаю­щего генератора данно­го регулятора, рис.2, ис­пользован триггер Шмитта на транзисторах VT1 и VT2, охваченный положительной обратной связью через цепочку из диодов VD3 и VD4, потенциометр R1 и конденсатор С2. Генератор работает на частоте около 1 кГц. Скважность генерируемых сигналов в широких преде­лах можно менять потенциометром R1. При необходимости ограничения пределов регулировки последовательно с дио­дами VD3 и VD4 могут быть включены дополнительные ре­зисторы номиналом от 1 до 10 кОм.

Рис.2

Стабилитрон VD1 ограничивает напряжение питания ге­нератора на уровне 3,3 В, в связи с чем в ка­честве конденсаторов С1 и С2 могут быть использованы малогабаритные низковольтные кон­денсаторы.

Диапазон рабочих напряжений регулятора с ШИМ-управлением составляет 12…20 В. При сопротивлении нагрузки 10 Ом и напряжении питания 20 В отношение максимального тока в нагрузке к минимальному (диапазон регулиро­вания тока) превышает 30 к 1, при напряжении питания 12 В — 20 к 1.

Максимальный постоянный ток через нагруз­ку через силовой ключ (транзистор VT3 ECH8420-TL-H) не должен быть более 14 А, крат­ковременный импульсный — не более 50 А. Мак­симальный коммутируемый ток может быть крат­но повышен параллельным включением силовых ключей, а также использованием дополнитель­ных мер по их охлаждению.

Автор: Михаил Шустов, г. Томск

Возможно, вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36725

Добавить комментарий