Jump to content
Vslz

Простые Иип - Схемы, Конструкции

Recommended Posts

Понадобился мне для вентиляции рабочего места в домашней мастерской (кладовке) вентилятор. Чтобы, когда работаешь с краской или лаком - быстро проветривал, во время пайки - не слишком доставал шумом. Короче говоря, нужен был мощный и регулируемый по частоте вращения вентилятор. Нашёл на радиорынке подходящий от какой-то телекоммуникационной аппаратуры (не новый), SanAce DC 70х200, диаметром 20см, питание - постоянный ток 24В 1,9А, 45Вт, 3200мин-1. Мощная алюминиевая рама. Производительность до 10,5м3/мин, давление до 300Па. Обалдеть. :crazy:

Подключение четырёхпроводное: общий минус, +24В, таходатчик, вход PWM для управления скоростью. Цена обрадовала, всего ~6$.

Вентилятор установил, выставив его на улицу. С внутренней стороны прикрыл решёткой (а то пальцы переломает).

Собрал блок питания в пластиковой распредкоробке.

Блок питания - автогенераторный с насыщающимся ключевым и ненасыщающимся силовым трансформаторами, компактный.

На выходе - 24В. Частота преобразования - 50..55кГц.

Для подачи сигнала PWM на вентилятор собрал ШИ-регулятор на частоту ~30кГц на LM393, на отдельной маленькой платке, припаянной к переменному резистору-регулятору.

Вывод таходатчика заизолировал, не использовал.

Частота вращения регулируется от нескольких об/сек до максимума 3200мин-1. На максимуме в небольшой комнате возникало такое разряжение, что для открывания двери нужно было приложить усилие около 1,8кГ :crazy: - измерил. Позже установил резиновые подушки на косяк, для того, чтобы воздух проходил свободнее, так как нужен все-таки, воздухообмен.

Зато летом, когда у нас в тени +35, рядом с мощными паяльниками и лампами - можно сидеть не перегреваясь. :D

post-190902-0-30142800-1433352264_thumb.gif

Вентилятор для мастерской.rar

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites

Vslz, заинтересовала схема вашего ШИМ. Перерисовал, как мне привычней. Поскольку очень даже достойная замена "недоШИМ" на 555 таймере.

post-24063-0-36133000-1433355493.gif

Попробовал просимулировать в Мультисиме с ОУ LM358 - а фигвам! Больше 5...7 кГц форма сигнала просто преотвратная. С таймером же - вполне приемлемая вплоть до 33...35 кГц.

Век живи - век учись...

Просто в голове "торчит гвоздем" генератор пилы на двух ОУ. Что явно избыточно для простейших задач.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Согласен, слишком хорошо работает для такой простой схемы.

У меня уже две схемы подобного рода "рулят" моторами. Первая управляет коллекторником бормашины на 200Вт. Частота - 11кГц. Питание - от параметрического стабилизатора на стабилитроне 15В и балластном резисторе 47кОм. Выключателем не пользуюсь совсем: убрал заполение в 0% - и всё, полевик IRF740 отключен, мотор стоит. На вход ШИ-компаратора, подключённого к делителю повесил конденсатор 1мкФ - плавный старт (необходимая вещь, если питание подано, когда потенциометр не на 0). Писка почти нет. Момент двигателя - отличный почти с самых низов. Нагрева мотора нет, т.к. сверлю всегда на 10-15% Кзап. Каких-то особых издержек из-за высокой частоты ШИМ не заметил вовсе.

Хочу обратить внимание, Falconist: с резисторами всё в сто раз проще: берите вот эти резисторы R3. R4, R5, R6, R7, R8 (#1891) одного номинала! Тогда диапазон изменения заполнения будет автоматически 0-100%. Почти никакого подбора.

У меня эти резисторы в #1890 разные, но тому есть простое объяснение - скважность должна меняется в небольшом диапазоне, тогда скорость мотора удаётся регулировать плавно. Если взять изменение заполнения 0-100%, то вентилятор сначала не реагирует на подачу ШИ сигнала, а потом резко рвёт с места. Вентилятор такой (т.е., безколлекторный, внутри - целый компьютер).

Разогнался я, понравились мне 393 и её старшая "сестра" 339. Начал усложнять модель. Сначала внедрил низкоомный датчик тока (10мОм), задействовал ещё один компаратор. Затем, выбросил датчик тока :crazy: и начал мерить ток по падению на канале полевого транзистора. Получилось ограничение тока двигателя. В режиме ограничения тока никакой дерготни не ожидается, вместе с током ограничивается и развиваемое мотором усилие. Потом вместо верхнего диода внедрил синхронный выпрямитель. Датчик тока на канале нижнего ПТ оставил. Появилась возможность торможения с рекуперацией :crazy:, т.е. 2 квадранта! В режиме 0% заполнения - динамический тормоз (полевик открыт). Потом добавил ещё один канал (инверсно первому) с синхронной парой. Получился ШИМ-мост. Регулировка -100%...0...+100%, с плавным безконтактным реверсированием мотора. Двигатель стоит при 50% введённого потенциометра. В диапазоне 0...50% - торможение и разгон назад, 50...100% - торможение и разгон вперёд. Естественно, рекуперативное торможение, но уже в обоих направлениях.

Последняя версия - о 6 компараторах (1*339+1*393), 2х IR2104, 4xIRL2203N, не считая другой мелочи. Рабочее напряжение - 18В (АКБ шуруповёрта). Двигатель - с постоянными магнитами, около 100Вт, но можно гораздо более.

И всё это без особых затруднений, как оказалось, можно выполнить на 393 и её аналогах. Более подробно об этом не пишу, чтобы не загромождать тему :yes: .

post-190902-0-07040600-1433432133_thumb.gif

ШИМ-РЧВ на IRF840 без ДТ.rar

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

Ещё один вентилятор, питающийся от =24В 1А постоянного тока. На этот раз не регулируется. Вентилятор фирмы EBM-PAPST, также от какой-то аппаратуры. Блок питания собран в корпусе от домофона по близкой к #1890 схеме, но меньшей мощности и не имеет ШИ-задатчика, т.к. вентилятор - трёхвыводный. В качестве трансформатора - перемотанный управляющий ТГР (EI22C) от старого компьютерного ИИП АТ. Габаритная мощность этого трансформатора оказалась слегка маловата - работает уже полгода, но греется. Переключательный трансформатор - на тороиде от КЛЛ, аналогично #1890. Установлен варистор на входе - вдруг спасёт. На входе и выходе блока питания - предохранители. В приложении даташит близкого по характеристикам вентилятора той же фирмы, но точно такого как у меня не нашёл, его уже перестали выпускать. Вентилятор надёжный, с шарикоподшипниками.

post-190902-0-66165500-1433437012_thumb.gif

Вентилятор нерегулируемый.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вариант с синхронным ключём, так сказать, двухквадрантный, приводился #499 (http://forum.cxem.ne...80#comment-2151664), но на другой ИМС, и не в моей проработки. На мой взгляд, 393 и 339 будут удобнее. Если есть интерес к обозначенным схемам, тогда вот они.

Привожу скриншоты моделей. Контурами показаны отдельные функциональные узлы. Мотор смоделирован электрически: источник противо-ЭДС с внутренним сопротивлением, равным R обмотки (R измерил) и последовательная индуктивность обмотки (немного завышена относительно фактической). Противо-ЭДС - мера фактической частоты вращения, ток обмотки - пропорционален моменту на валу. Немного необычно, но в целом, можно сориентироваться.

2QD - двухквадрантная нереверсивная с рекуперативным торможением и "стояночным тормозом" (ключ открыт постоянно при 0% заполнения). Ток обмотки мотора ограничен на уровне ~20А, только для режима разгона. При рекуперации ток обмотки не контролируется.

4QD - четырёхквадрантная реверсивная. Всё сказанное про 2QD - в силе и для этой, но ток обмотки ограничен во всех режимах торможения и разгона вперёд, назад на том же уровне (20А в холодном состоянии).

Простыми эти схемы, в общем то, можно назвать с известной натяжкой :D, поэтому и засомневался, стоит ли их рассматривать в теме "Простые Схемы Для Лаборатории Радиолюбителя".

post-190902-0-80938600-1433443540_thumb.gif

post-190902-0-80860800-1433443541_thumb.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

Vslz, заинтересовала схема вашего ШИМ. Перерисовал, как мне привычней. Поскольку очень даже достойная замена "недоШИМ" на 555 таймере.

post-24063-0-36133000-1433355493.gif

на компараторе, например, на LM339, легко более 100 кГц.

а еще в перерисованной тобой схеме можно параллельно резистору R1 поставить диод 1N4148 катодом на выход. тогда разряд конденсатора будет происходить быстро. за счет чего минимальное мертвое время значительно сократится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Выложу небольшую коллекцию схем простых зарядок для мобилок на 1...2 биполярных транзисторах, которые в свое время вырисовывал по платам. Пускай будут в одном месте, а то расползаются по Интернету, как тараканы.

Charger_BN.GIF

Charger_C-26B.gif

Charger_JM-06.GIF

Charger_SH9-3AB.GIF

Charger_YL-0061.GIF

Charger_HZP.GIF

Charger_HS521.GIF

Charger_KW-D01_D07.GIF

Еще одна схема от зарядки JIALE (собственными руками извлекал из корпуса!), но стабилизация в ней осуществляется не по напряжению, а по току (R12, R13 - шунт, с которого снимается сигнал на базу VT4, а его коллектор управляет оптроном). Более подробно описана здесь.

Charger_JIALE-bipol.GIF

JS-04(Short).GIF

Дерьмоадаптер, позиционирующийся на 3 А х 5 В, но реально ляпнувшийся при зарядке литиевого аккумулятора током 1 А через 30 минут... 
YL-859.GIF

Номиналы R6 и R7, обгоревших до состояния угольков, поставлены по результатам измерений, т.е. совершенно не гарантируются. VT1 также полностью взорвался.


 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В продолжение темы ранее опубликованных схем #3, #5 - представлю более простые, так сказать "базовые" варианты, гораздо более доступные для повторения.

ШИ-регулятор для низковольтных двигателей постоянного тока, с максимальный рабочим током до 20А. Рабочая частота - 11кГц. Диапазон напряжения питания - 6..20В.

Ключи - устаревшие ПТ с большой ёмкостью затвора, IRL3102S в корпусе TO-263, 2 в параллель (ну, есть у меня такие от P-II, надо же куда-то их девать :) ). Но ничто не мешает ставить современные на 25-30В с сопротивлением канала менее 9мОм.

IRL3102S формально рассчитаны на 20В максимум, но реальное испытание на незадемпфированной индуктивности даёт величину напряжения, при котором транзистор начинает работать стабилитроном, около 34В (раньше делали с запасом! :D). Так что при питании 20В и соответствующей конденсаторной подпорке, за ключи можно не бояться.

Нулевой диод - MBR2040CT - Шоттки 20А 40В, из 5В канала AT/ATX блока питания компьютера.

Управление - на 1 LM393. Питание управления - от стабилизатора на Q3, около 9,5В, так как ключи допускают лишь до 12В на затворе.

Драйвер имеет предварительный каскад ОЭ Q4 с отрицательным смещением, в коллекторную цепь которого включён эмиттерный повторитель Q1, Q2.

Дополнительный каскад Q4 значительно повышает ток разряда затворов - до 1,5А (суммарно более 6нФ!), фронт импульса остаётся таким же, как и без него. Поэтому бросок тока обратного восстановления диода Шоттки - относительно невелик.

Диапазон регулирования заполнения 0...100%. На границах диапазона - полная отсечка (выключено), и полное включение без модуляции.

При подаче питания конденсатор C7 обеспечивает плавный рост напряжения на задатчике-движке потенциометра, поэтому схема отрабатывает "плавный пуск" даже при случайно забытом в положении "максимум" потенциометре. Темп разгона определяется величиной C7, по практическим соображениям её надо увеличить до 1..4,7мкФ.

В рамке пунктиром показана модель мотора с противо-ЭДС.

Дроссель L2 5мкГн и C9 - опциональные элементы, "кондиционирующие" потребляемый ШИР ток почти до качества постоянного. L2 можно взять из 5/12В канала AT/ATX блока питания компьютера.

Снаббер R14 C10 оказался полезным при подавлении ВЧ-звона, который возникает на стоке ключей в режиме прерывистого тока индуктивности. Со снаббером меньше помех лезет и в затворные цепи, указанные значения оказались при моделировании наиболее эффективными для этого. Тепловыделение на снаббере низкое.

Для работе с током мотора 20А необходимы широкие полигоны под стоками ключей (исполнение SMD), на диоде Шоттки - радиатор. Тепловыделение ключей - до 0,7Вт на каждый, диода Шоттки - до 4Вт.

post-190902-0-13774300-1433591531_thumb.gif

ШИМ-РЧВ LM393,IRL3102,без ДТ.rar

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites

Периодически у многих возникает вопрос, как осуществить ШИ-управление электродвигателем, если ключ находится в плюсовой цепи (минус нагрузки - на массе). Стандартный ход - применение p-МОП ключа. Выбор p-МОП транзисторов невелик, они имеют большой заряд затвора, большую ёмкость затвора и большее сопротивление по сравнению со своими n-канальными "собратьями", сравнимыми по току. Применение распространённых n-МОП транзисторов тормозится кажущейся сложностью схемы управления затвором привязанным к истоку уровнем напряжения.

Привожу две схемы ШИ-регулятора на n-МОП транзисторах, включённых в плюсовую цепь питания.

Частота ШИМ - 11 кГц, диапазон изменения заполнения - от 0 до ~98%. До 100% не дотягивает, так как надо обеспечить периодическую подпитку плавающего источника питания затвора. При использовании отдельной схемы зарядового насоса, как здесь , можно получить верхний предел регулирования 100%. Включение LM393 в обеих схемах аналогично таковому из постов #3, #5, #8.

Первая схема отражает общий случай - максимальное напряжение питания ограничено допустимым Uкб для Q3, обратным напряжением диода D2.

Если напряжение питания схемы не достигает 24 В, то схему можно упростить, исключив Q3 и обменяв входы второго компаратора.

Первая схема может работать на частоте ШИМ свыше 30 кГц за счёт каскада Q3, улучшающего форму сигнала.

Напоминаю, всё, заключённое в пунктирной рамке с надписью "Motor" - это сам электродвигатель.

Третий рисунок - симулированная форма сигнала на затворе ключа относительно истока в первой схеме.

post-190902-0-14988100-1452442135_thumb.jpg

post-190902-0-77695300-1452442151_thumb.jpg

post-190902-0-90328500-1452442828_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вношу корректировки и уточнения в ранее выложенные схемы:

Схема управления вентилятором мастерской:

1.Числа витков в обмотках коммутирующего трансформатора подбирались для получения частоты переключения 50..55 кГц,

скорректировано с 10 на 15 в каждой обмотке;

2.Скриншот расчёта обмоток трансформатора.

Схема управления вентилятором вытяжки туалета:

1.Числа витков в обмотках коммутирующего трансформатора подбирались для получения частоты переключения 50..55 кГц,

скорректировано с 10 на 15 в каждой обмотке;

2.Числа витков обмоток силового трансформатора - исправлены с 110/10/19 на 143/12/24 (ошибка);

3.Скриншот расчёта обмоток трансформатора;

4.Скриншот платы блока питания вытяжки туалета.

Обмотки коммутирующих трансформаторов намотаны в три провода, равномерно по всей окружности.

Источники питания работают скоро уже 1 год, каждый день, без нареканий.

post-190902-0-79385500-1463319479_thumb.gif

post-190902-0-77598700-1463319493_thumb.gif

post-190902-0-42713000-1463319511_thumb.gif

post-190902-0-67156200-1463319536_thumb.gif

post-190902-0-71655700-1463319567_thumb.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

Простой лабораторный блок питания. 0-30В 0-5А. Стабилизация тока. Можно как для наладки схем использовать, так и аккумуляторы заряжать.

Схема DC-DC взята отсюда http://vrtp.ru/index...opic=25750&st=0

Схема полумостового автогенераторного инвертора отсюда http://vip-cxema.org...44-peredelka...

Печатная плата за моим авторством.

В схеме DC-DC преобразователя допущена ошибка R9 - 9.1k также на ПП неверная цоколевка транзистора (в моей ПП исправлено).

Данное устройство это полноценный лабораторный блок питания с защитой и ограничением по току. Можете использовать его и как источник напряжения и как источник тока (зарядка например). Переменные резисторы подключаются через bls разъем. Резистор R13 установлен прямо на переменном резисторе. Сопротивление ПОС по напряжению 5,6 ом 7,5вт установлено вне платы. Обмотка ПОС выполнена одним проводом на обоих трансформаторах. (см статью про инвертор). За основу взят электронный трансформатор ТАШИРБРА на 150вт. В моем экземпляре было 7 витков на 12в. Вторичная обмотка была увеличена до 15 витков. Выпрямительные диоды FR604. можно КД213 и другие импульсные от 100кгц 6А и более. Конденсатор по питанию 100мкф*400в. Дроссель выпрямителя (на фото в центре) от 50мкГн 5А в моем случае это дроссель из компьютерного блока питания. Электронный трансформатор был полностью перенес на новую плату.

Не забудьте про радиаторы для LM2576 и силовых транзисторов а так же l7805. Т.к КПД достаточно высок около 80% большие радиаторы не нужны. Вполне хватит радиаторов из компьютерного бп. Обязательно изолируйте силовые ключи от радиатора и друг друга!!!

post-25596-0-81608200-1463344764_thumb.jpg

dc-dc adj va.lay6

post-25596-0-04318000-1463403998_thumb.jpg

Edited by Clor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обращаюсь к Вам,Vslz, по ращёту трансформатора: Почему выбраны именно такие параметры IR2153, мертвое время и сопротивление канала? Или как они выбирается? Знаю что вопрос не по теме но именно просматривая Ваши ращёты возникли непонятки. Тем более что я ещё не раз не наматывал импулсные трансформаторы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Мне кажется в данном случае от балды. Так как в автоколебательном инверторе с управляющим трансформатором(ут) сквозной ток исключается насыщением ут. Иначе говоря тут нет таких понятий как мертвое время, а сопротивление открытого канала в даташите смотрится. Я бы кстати схему запуска на динисторе собрал а не на кт315, ему рано или поздно поплохеет в лавинном режиме.

Edited by Clor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почему выбраны именно такие параметры IR2153, мертвое время и сопротивление канала? Или как они выбирается?

На ИМС не смотрите, главное выставить желаемое мёртвое время. Пауза между состояниями проводимости ключей всё-таки есть, иначе возник бы сквозной ток. Пауза составляет несколько сотен нс, в зависимости от степени насыщения коммутирующего трансформатора. От степени насыщения зависит форма сигнала на затворе, а именно, время фронта и спада. Длительнее фронт(спад) => больше deadtime.

Сопротивление канала - см. даташит применяемого полевого транзистора, параметр Rdson.

Что касается схемы запуска - можно и на динисторе. Мне же удобнее было сделать на КТ315 и работает он отлично.

Share this post


Link to post
Share on other sites

я и не говорю что паузы нет. Я к тому что термин Dead Time не совсем верен здесь уместнее бедет сказать время выхода из насыщения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это совершенно разные параметры. Dead Time должен быть заведомо больше времени выхода из насыщения. На сколько - уже другое дело.

Share this post


Link to post
Share on other sites

насыщение магнитопровода управляющего трансформатора автогенераторного инвертора, а не транзистора. Вот пока он из него выходит и образуется пауза когда оба транзюка закрыты. Вернее даже пока он перемагничивается.

Vslz только что заметил у вас параметры питания при расчетах импульсного трансформатора занижены. Посудите сам вы питаете схему (поливики) уже выпрямленным и сглаженным постоянным током. Размах напряжения уже 220*1,41 (корень из двух) итого 310в. У вас первичка коротковата выходит. Это не критично для данной схемы но всё таки. Если вы не понимаете почему так, то советую изучить такие понятия как среднеквадратичное напряжение и амплитудное.

Да действительно программа сама пересчитает) извиняюсь

Edited by Clor

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо всем, проеснилось кое-что, но почему помечены драйверы то SG то IR хотя в схеме их нету? Программа иначе отказывается работать или другие соображения ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ранее автор темы указывал: "На ИМС не смотрите, главное выставить желаемое мёртвое время." А пока Вы не выберете SG или IR, величину мертвого времени выставить не получится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

...почему помечены драйверы то SG то IR хотя в схеме их нету? Программа иначе отказывается работать или другие соображения ?

А как вы хотите, чтобы вместо SG или IR я указал "насыщающийся трансформатор К10..."? Такого в программке не предусмотрено (почему - вопрос не ко мне), я использовал её не по назначению, на свой страх и риск. Считаю, что корректно. Если не нравится, считайте вручную или любыми другими средствами.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну почему Вы злитесь уважаемый Vslz ? Я только спросил про то о чём понятия не имею. Может выразился непонятно потому что язык Русский не родной мне. Так уж простите... Как раз я очень благодарен Вам, после последнего поста всё стало ясно о примере Ваших ращётов чем я и думаю воспользоватся.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте.  Vslz, просьба наверно  к Вам. Не могли бы Вы выложить фотку осциллограммы сигнала на выходе трансформатора Вашего блока питания под нагрузкой на лампочку. Только не двигателя, а то примешается шум от коллектора. Делаю подобный и хочу запитать им блок на логике. Мне интересно насколько сильно шумит блок питания. Имею ввиду схему в первом сообщении. Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Осциллограммы с обмоток снимал в рабочем процессе, но не сохранил. Пауза едва заметная присутствует. На выходе БП - осциллографом не смотрел. БП давно смонтированы в разных (доступных и не очень) местах, и постоянно используются, сейчас посмотреть осциллограммы проблематично. "Коллектор" отсутствует в принципе - вентиляторы с безколлекторными двигателями. 

Что имеется в виду под "шумит"? Пульсации? Есть, ВЧ на удвоенной частоте преобразования, и на частоте 100 Гц. Причём, НЧ составляющая под нагрузкой напрямую зависит от ёмкости входного высоковольтного электролита. Поэтому, его надо брать большей ёмкости, чем для стабилизированного ИИП.

Ваш "Блок на логике" допускает питание не стабилизированным напряжением?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

  • Покупай!

×
×
  • Create New...