Constant current PWM (Pulse Width Modulator)

ШИМ регулятор стабилизированного тока
Конструкция и размеры платы ШИМ регулятора специально подобраны для
установки в герметичный корпус из литого алюминия Velleman G106, имеющего
габаритные размеры 114 мм х 61 мм х 30,5 мм (Д х Ш х В).
Описание схемы:
Микросхема U1 представляет собой счетверенный интегральный ОУ LM324N.
На усилителях U1A и U1B построен генератор пилообразного напряжения. Размах
выходного сигнала находится в диапазоне 1/3-2/3 напряжения питания Vcc.
Выходной сигнал с генератора поступает на вход компаратора U1C,
преобразующего его в прямоугольные импульсы, длительность которых
определяется величиной порогового напряжения на выводе 10. Переменным
резистором VR1 задается продолжительность включения (ПВ), а резисторами R6
и R7 – граничные значения ПВ. При нормальных условиях опорное напряжение на
резисторе R7 равно напряжению питания Vcc, поступающему с выхода цепочки
ограничения тока на ОУ U1D. Коэффициент усиления задается равным 1000
(изменяется в зависимости от желаемой величины тока ограничения).
Протекание тока через транзистор Q1 вызывает падение напряжения на
резисторе R12. Так при токе 40 А падение напряжения составляет 120 мВ, а порог
срабатывания защиты задается резистором VR3. Как только падение напряжения
на резисторе R12 превышает установленный порог, компаратор уменьшает
длительность управляющих импульсов до тех пор, пока среднее значение
протекающего тока не снизится до величины уставки. Конденсатор C4
обеспечивает фильтрацию всплесков тока.
Резистор R12 изготавливается из отрезка многожильного двухпроводного
акустического или сетевого кабеля длиной 114 мм (4,5") и сечением 1,5 мм2. На
одном конце кабеля провода соединяются вместе. На другом конце один провод
подключается к выводу истока МОП-транзистора, а второй провод – к общей точке
(земле). Кроме того, точка соединения элементов C4/VR3 подключается
непосредственно к общей точке, а вывод резистора R10 – непосредственно к
выводу истока полевого транзистора. Соблюдение настоящих рекомендаций
позволит избежать нежелательных паразитных колебаний и нестабильности в
работе ШИМ регулятора.
-1-
Схема электрическая принципиальная ШИМ регулятора
на базе ОУ LM324N с регулируемой частотой и
ограничением среднего тока
-2-
Монтажная схема и конструкция ШИМ регулятора
стабилизированного тока для установки в герметичный литой
алюминиевый корпус Velleman G106
Ограничение
тока
ПВ, %
-3Частота
Фото ШИМ регулятора
-4-
-5-
-6-
Перечень элементов
Неуказанная мощность резисторов 0,25 Вт, допуск 5%.
Номинальное напряжение конденсаторов не менее 16 В.
Обозначение
Номинал
Кол-во
Описание
U1
LM324
1
Счетверенный интегральный ОУ
U2
LM7810
1
Линейный стабилизатор напряжения 10 В
Q1
IRFP064N
1
МОП-транзистор
D1, D2
1N4004
2
Диод
R1, R7
1,8 кОм
2
Резистор
R2
22 кОм
1
Резистор
R3, R4, R5
10 кОм
3
Резистор
R6
3,9 кОм
1
Резистор
R8
100 кОм
1
Резистор
R9
100 Ом
1
Резистор
R11
1 МОм
1
Резистор
R12 (п. 1)
0,003 Ом
1
Резистор
R10, R13
1 кОм
2
Резистор
R14
10 Ом 0,5 Вт
1
Резистор
C1
0,022 мкФ
1
Дисковый керамический конденсатор
C2, C4
47 мкФ
2
Электролитический конденсатор
C3
0,047 мкФ
1
Дисковый керамический конденсатор
VR1
10 кОм
1
Резистор переменный (линейная характеристика)
VR2
20 кОм
1
Резистор переменный (линейная характеристика)
VR3
1 кОм
1
Резистор переменный (линейная характеристика)
3
Штырек
1
Монтажная плата
1
Панелька для микросхемы 14 выв.
1
Радиатор
1
Корпус
Прочее: контакты монтажной (перфорированной) платы, наконечники заземляющего
провода, винтовые клеммы, соединительные провода.
Примечание 1: резистор R12 изготовлен из отрезка двухпроводного многожильного
акустического или сетевого кабеля длиной 114 мм (4,5”) и сечением 1,5 мм2 (16ga).
Дополнительную информацию см. в описании схемы.
-7-