Потужний ший регулятор. Потужний шим регулятор Шим стабілізатор напруги на 555

Нещодавно виникла потреба в регулюванні зарядного струму в зарядному пристрої, та й як годиться в таких випадках, я трохи порившись в інтернеті знайшов простеньку схемушим-регулятора на таймері 555.

Цей шим регулятор добре підходить для регулювання:

Обіг двигуна

Яскравості свічення світлодіодів

Регулювання струму в зарядному пристрої

Схема відмінно працює в діапазоні до 16В без переробки. Польовий транзистор практично не гріється в навантаженні до 7А, тому радіатора не потребує.

Діоди можна ставити будь-які конденсатори приблизно такого номіналу, як на схемі. Відхилення в межах одного порядку не впливають на роботу пристрою. На 4.7 нанофарадах, поставлених С1, наприклад, частота знижується до 18кГц, але її майже не чутно.

Якщо після складання схеми гріється ключовий транзистор, що управляє, то швидше за все він повністю не відкривається. Тобто, на транзисторі велике падіння напруги (він частково відкритий) і через нього тече струм. В результаті розсіюється велика потужність на нагрівання. Бажано схему паралелити по виходу конденсаторами великої ємності, інакше співатиме і погано регулюватиме. Щоб не свистів – підбирайте С1, свист часто йде від нього.

Якщо у вас виникла необхідність у плавному регулюванні швидкості електродвигуна або яскравості лампи, варто подивитися у бік ШИМ регулювання. ШІМ – це скорочення від довгої та страшної назви «широтно-імпульсна модуляція». Що ця страшна назва являє собою, ви легко зрозумієте пізніше з фотографій екрану осцилографа, а поки подивимося на схему майбутнього пристрою (регулятора).

Схема класична, автора знайти вже, мабуть, не реально. У будь-якому випадку – дякую йому за цю надійну, перевірену роками схемотехніку! Серцем регулятора є генератор, зібраний на відомому під десятком найменувань. Для початку варто взяти мікросхему в DIP корпусі, її легше паяти на макетній платі (наприклад використовуємо безпайкову макетну плату).

Збираємо елементи згідно зі схемою. Вийшло щось подібне:

Тепер детальніше про елементи схеми:

Конденсатор С1 – основний елемент, що задає частоту роботи нашого. ШИМ регулятора. У цьому випадку ми встановили конденсатор ємністю 10nF або 0,001мкФ (позначається на корпусі цифрою 102). У цьому частота генератора буде близько 35 кГц. Можливо, вам доведеться знизити частоту роботи схеми, для цього потрібно ЗБІЛЬШИТИ ємність конденсатора С1.

Діод D3 потрібен для «скидання» зворотних індуктивних викидів напруги, звідки вони беруться – поки не замислюйтесь, курс шкільної фізики згадаємо пізніше… Головне, зверніть увагу – діод має бути Шоттки! Простий випрямний діод (не fast) не здатний якісно працювати на таких частотах і швидко вирушить у інший світ, в кремнієву долину.

Щодо mosfet транзистора… Підійде будь-який транзистор, що підходить вам за величиною струму. Не потрібно намагатися поставити транзистор з п'ятикратним запасом струму, врахуйте, чим потужніший mosfet, тим більша ємність його затвора і відповідно, потрібен більший час для заряджання затвора. При тривалому заряді затвора транзистор працює у важкому перехідному режимі і починає викликати на землі глобальне потепління, втім, це швидко закінчується загибеллю транзистора. У цьому випадку і потрібно зменшити частоту генератора, збільшивши ємність С1.

Схема працездатна при живленні від 5 до 18 Вольт, для більшої напруги потрібно забезпечити зниження напруги живлення мікросхеми таймера, наприклад через інтегральний .

Широке застосування таймер 555 знаходить у пристроях регулювання, наприклад, ШИМ - регулятори обертів двигунів постійного струму.

Всі, хто колись користувався акумуляторним шуруповертом, напевно чули писк, що виходить зсередини. Це свистять обмотки двигуна під впливом імпульсної напруги, що породжується системою ШІМ.

Іншим способом регулювати обороти двигуна, підключеного до акумулятора, просто непристойно, хоча цілком можливо. Наприклад, просто послідовно з двигуном підключити потужний реостат або використовувати регульований лінійний стабілізатор напруги з великим радіатором.

Варіант ШІМ-регулятора на основі таймера 555 показаний на малюнку 1.

Схема досить проста і базується на мультивібраторі, щоправда переробленому в генератор імпульсів з регульованою шпаруватістю, яка залежить від співвідношення швидкості заряду і розряду конденсатора C1.

Заряд конденсатора відбувається за ланцюгом: +12V, R1, D1, ліва частина резистора P1, C1, GND. А розряджається конденсатор ланцюга: верхня обкладка C1, права частина резистора P1, діод D2, виведення 7 таймера, нижня обкладка C1. Обертанням двигуна резистора P1 можна змінювати співвідношення опорів його лівої та правої частини, а отже час заряду і розряду конденсатора C1, і як наслідок шпаруватість імпульсів.

Малюнок 1. Схема ШІМ - регулятора на таймері 555

Схема ця настільки популярна, що випускається вже у вигляді набору, що показано на наступних малюнках.

Малюнок 2. Принципова схема набору ШІМ – регулятора.

Тут же показано часові діаграми, але, на жаль, не показано номіналів деталей. Їх можна підглянути малюнку 1, навіщо він, власне, тут і показаний. Замість біполярного транзистора TR1 без обробки схеми можна застосувати потужний польовий, що дозволить збільшити потужність навантаження.

До речі, на цій схемі з'явився ще один елемент – діод D4. Його призначення в тому, щоб запобігти розряду конденсатора C1, що задає час, через джерело живлення і навантаження - двигун. Тим самим досягається стабілізація роботи частоти ШІМ.

До речі, за допомогою подібних схем можна керувати не тільки оборотами двигуна постійного струму, але й просто активним навантаженням - лампою розжарювання або нагрівальним елементом.

Малюнок 3. Друкована плата набору ШИМ – регулятора.

Якщо докласти трохи праці, то цілком можливо таку відтворити, використовуючи одну з програм для малювання друкованих плат. Хоча, враховуючи нечисленність деталей, один екземпляр буде простіше зібрати навісним монтажем.

Малюнок 4. Зовнішній вигляд набору ШІМ – регулятора.

Щоправда, вже зібраний фірмовий набір виглядає досить симпатично.

Ось тут, можливо, хтось запитає: «Навантаження в цих регуляторах підключено між +12В та колектором вихідного транзистора. А як бути, наприклад, в автомобілі, адже там все вже підключено до маси, корпусу, автомобіля?»

Так, проти маси не попреш, тут можна лише рекомендувати перемістити транзисторний ключ у розрив «плюсового» дроту. Можливий варіант подібної схеми показаний малюнку 5.

Малюнок 5.

На малюнку 6 показаний окремий вихідний каскад на транзисторі MOSFET. Стік транзистора підключений до +12В акумулятора, затвор просто «висить» у повітрі (що не рекомендується), в ланцюг початку включено навантаження, в нашому випадку лампочка. Такий малюнок показаний просто для пояснення, як MOSFET працює транзистор.

Малюнок 6.

Для того, щоб відкрити MOSFET транзистор, достатньо відносно початку подати на затвор позитивну напругу. У цьому випадку лампочка запалиться в повний розжар і світитиме, доки транзистор не буде закритий.

На цьому малюнку найпростіше закрити транзистор, замкнувши коротко затвор з витоком. І таке замикання вручну для перевірки транзистора цілком придатне, але в реальній схемі, тим більше імпульсної доведеться додати ще кілька деталей, як показано на малюнку 5.

Як було зазначено вище, для відкривання MOSFET транзистора необхідне додаткове джерело напруги. У нашій схемі його роль виконує конденсатор C1, який заряджається ланцюгом +12В, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Щоб відкрити транзистор VT1, його затвор необхідно подати позитивну напругу від зарядженого конденсатора C2. Цілком очевидно, що це станеться лише при відкритому транзисторі VT2. А це можливе лише в тому випадку, якщо закритий транзистор оптрона OP1. Тоді позитивна напруга із плюсової обкладки конденсатора C2 через резистори R4 і R1 відкриє транзистор VT2.

У цей момент вхідний сигнал ШІМ повинен мати низький рівень і шунтувати світлодіод оптрона (таке включення світлодіодів часто називають інверсним), отже, світлодіод оптрона погашено, а транзистор закрито.

Щоб закрити вихідний транзистор, треба з'єднати його затвор із джерелом. У нашій схемі це станеться, коли відкриється транзистор VT3, а для цього потрібно відкрити вихідний транзистор оптрона OP1.

Сигнал ШІМ у цей час має високий рівень, тому світлодіод не шунтується і випромінює належні йому інфрачервоні промені, транзистор оптрона OP1 відкритий, що призводить до відключення навантаження - лампочки.

Як один із варіантів застосування подібної схеми в автомобілі, це денні ходові вогні. У цьому випадку автомобілісти претендують на користування лампами далекого світла, включеними повністю. Найчастіше ці конструкції на мікроконтролері, в інтернеті їх повно, але найпростіше зробити на таймері 555.

Драйвери для транзисторів MOSFET на таймері 555

Ще одне застосування інтегральний таймер 555 знайшов у трифазних інверторах, або як їх частіше називають частотно-регульованими приводами. Основне призначення "частотників" - це регулювання частоти обертання трифазних асинхронних двигунів. У літературі та в інтернеті можна знайти чимало схем саморобних частотних приводів, інтерес до яких не пропадає досі.

Загалом ідея така. Випрямлена мережна напруга за допомогою контролера перетворюється на трифазну, як у промисловій мережі. Але частота цієї напруги може змінюватись під впливом контролера. Способи зміни різні - просто від ручного управління до регулювання системою автоматики.

Блок схема трифазного інвертора показана малюнку 1. Точками A,B,C показані три фази, яких підключається асинхронний двигун. Ці фази виходять при комутації транзисторних ключів, як на цьому малюнку показані спеціальні транзистори IGBT.

Малюнок 1. Блок схема трифазного інвертора

Між пристроєм керування (контролером) та силовими ключами встановлені драйвери силових ключів інвертора. Як драйвери використовуються спеціалізовані мікросхеми типу IR2130, що дозволяють підключити до контролера відразу всі шість ключів - три верхніх і три нижніх, а крім цього ще забезпечує цілий комплекс захистів. Всі подробиці про цю мікросхему можна дізнатися у Data Sheet.

І все б добре, але для домашніх дослідів така мікросхема надто дорога. І тут на допомогу знову приходить наш старий знайомий інтегральний таймер 555, він КР1006ВІ1. Схема одного плеча трифазного моста показано малюнку 2.

Малюнок 2. Драйвери для транзисторів MOSFET на таймері 555

Як драйвери верхніх і нижніх ключів силових транзисторів використовуються КР1006ВІ1, що працюють в режимі тригера Шмітта. При використанні таймера в такому режимі досить просто отримати імпульсний струм відкриття затвора не менше 200мА, що забезпечує швидке перемикання вихідних транзисторів.

Транзистори нижніх ключів з'єднані безпосередньо із загальним проводом контролера, тому ніяких труднощів в управлінні драйверами не виникає - нижні драйвери керуються безпосередньо від контролера логічними сигналами.

Дещо складніше ситуація з верхніми ключами. Перш за все слід звернути увагу на те, як здійснюється живлення драйверів верхніх ключів. Такий спосіб харчування називається «бустрепним». Сенс його в наступному. Живлення мікросхеми DA1 здійснюється від конденсатора C1. А ось як він може зарядитися?

Коли відкриється транзистор VT2, мінусова обкладка конденсатора C1 практично пов'язана із загальним проводом. Саме тоді конденсатор C1 заряджається від джерела живлення через діод VD1 до напруги +12В. Коли транзистор VT2 закриється, буде закритий діод VD1, але запасу енергії в конденсаторі C1 достатньо для спрацьовування мікросхеми DA1 в наступному циклі. Для здійснення гальванічної розв'язки від контролера та між собою керування верхніми ключами доводиться здійснювати через оптрон U1.

Такий спосіб живлення дозволяє позбутися ускладнення блоку живлення, обійтися лише однією напругою. В іншому випадку знадобилися б три ізольовані обмотки на трансформаторі, три випрямлячі та три стабілізатори. Більш детально з таким способом харчування можна ознайомитись в описах спеціалізованих мікросхем.

Борис Аладишкін, http://electrik.info

Ще один електронний пристрій широкого застосування.
Є потужним ШИМ (PWM) регулятором з плавним ручним управлінням. Працює на постійній напрузі 10-50V (краще не виходити за діапазон 12-40V) та підходить для регулювання потужності різних споживачів (лампи, світлодіоди, двигуни, нагрівачі) з максимальним струмом споживання 40А.

Надіслали у стандартному м'якому конверті

Корпус скріплюється на клямках, які легко ламаються, тому розкривати акуратно.

Всередині плата та знята ручка регулятора

Друкована плата - двосторонній склотекстоліт, паяння та монтаж акуратні. Підключення через потужний клемник.

Вентиляційні прорізи у корпусі малоефективні, т.к. майже повністю перекриваються друкованою платою.

У зібраному вигляді виглядає приблизно так

Реальні розміри трохи більше заявлених: 123x55x40мм

Принципова електрична схема пристрою

Заявлена частота ШІМ 12kHz. Реальна частота змінюється у діапазоні 12-13kHz при регулюванні вихідної потужності.
При необхідності частоту роботи ШІМ можна зменшити, підпаявши потрібний конденсатор паралельно С5 (вихідна ємність 1nF). Збільшувати частоту небажано, т.к. збільшаться комутаційні втрати.
Змінний резистор має вбудований вимикач у крайньому лівому положенні, що дозволяє вимикати пристрій. Також на платі розташований червоний світлодіод, що горить у робочому стані регулятора.
З мікросхеми ШІМ контролера маркування навіщось старанно затерта, хоча неважко здогадатися, що коштує аналог NE555:)
Діапазон регулювання близький до заявлених 5-100%
Елемент CW1 схожий на стабілізатор струму в корпусі діода, але точно не впевнений.
Як і більшості регуляторів потужності, регулювання здійснюється по мінусовому провіднику. Захист від КЗ відсутня.
На мосфетах та діодному складанні маркування спочатку відсутнє, вони стоять на індивідуальних радіаторах з термопастою.
Регулятор може працювати індуктивну навантаження, т.к. на виході стоїть складання захисних діодів Шоттки, що пригнічує ЕРС самоіндукції.
Перевірка струмом 20А показала, що радіатори незначно гріються і можуть витягнути більше, імовірно до 30А. Виміряний сумарний опір відкритих каналів полевиків всього 0,002 Ом (падає 0,04В на струмі 20А).
Якщо знизити частоту ШІМ, витягнуть усі заявлені 40А. Шкода перевірити не зможу...

Висновки можете зробити самі, мені пристрій сподобався:)

Планую купити +56 Додати в обране Огляд сподобався +38 +85

Шлях у радіоаматорство починається, як правило, зі спроби збирання нескладних схем. Якщо відразу ж після збирання схема починає подавати ознаки життя, - блимати, їсти, клацати або розмовляти, то шлях у радіоаматорство майже відкритий. Щодо «розмовляти», швидше за все, вийде не відразу, для цього доведеться прочитати чимало книг, спаяти і налагодити кілька схем, можливо, спалити велику або маленьку купу деталей (краще маленьку).

А ось мигалки та пищалки виходять практично у всіх і відразу. І кращого елемента, ніж знайти для цих дослідів просто не вдасться. Для початку розглянемо схеми генераторів, але перед цим звернемося до фірмової документації – DATA SHEET. Перш за все, звернемо увагу на графічне зображення таймера, яке показано на малюнку 1.

На малюнку 2 показано зображення таймера з вітчизняного довідника. Тут воно наведене просто для можливості порівняння позначень сигналів у них і у нас, до того ж «наша» функціональна схема показана докладніше та зрозуміліше.

Малюнок 1.

Малюнок 2.

Одновібратор на базі 555

На малюнку 3 зображено схему одновібратора. Ні, це не половинка мультивібратора, хоч сам він виробляти коливання не може. Йому потрібна стороння допомога, навіть невелика.

Малюнок 3. Схема одновібратора

Логіка дії одновібратора досить проста. На вхід запуску 2 подається короткочасний імпульс низького рівня, як показано на малюнку. У результаті виході 3 виходить прямокутний імпульс тривалістю ΔT = 1,1*R*C. Якщо підставити формулу R в омах, а C у фарадах, час T вийде у секундах. Відповідно при кілоомах та мікрофарадах результат буде у мілісекундах.

А на малюнку 4 показано, як сформувати імпульс, що запускає, за допомогою простої механічної кнопки, хоча це цілком може бути напівпровідниковий елемент, - мікросхема або транзистор.

Малюнок 4.

В цілому одновібратор (іноді називають моновібратор, а у бравих військових у ходу було слово кипп-реле) працює в такий спосіб. При натисканні на кнопку імпульс низького рівня на виведенні 2 призводить до того, що на виході таймера 3 встановлюється високий рівень. Недарма цей сигнал (висновок 2) у вітчизняних довідниках називається запуском.

Транзистор, з'єднаний з виводом 7 (DISCHARGE), у цьому стані закритий. Тому, ніщо не заважає заряджатися конденсатору C, що задає час. У часи кипп-реле, звичайно, ніяких 555 не було, все робилося на лампах, у кращому випадку на дискретних транзисторах, але алгоритм роботи був такий же.

Поки заряджається конденсатор, на виході утримується напруга високого рівня. Якщо в цей час на вхід 2 ще подати імпульс, стан виходу не зміниться, тривалість вихідного імпульсу таким чином зменшити або збільшити не можна, повторного запуску одновібратора не відбудеться.

Інша річ, якщо подати імпульс скидання (низький рівень) на 4 висновок. На виході 3 відразу з'явиться низький рівень. Сигнал «скидання» має найвищий пріоритет, і тому може бути поданий будь-якої миті.

У міру заряду напруга на конденсаторі зростає, і зрештою досягає рівня 2/3U. Як було розказано в попередній статті, це рівень спрацьовування, поріг, верхнього компаратора, який призводить до скидання таймера, що є закінченням вихідного імпульсу.

На виведенні 3, з'являється низький рівень і в цей момент відкривається транзистор VT3, який розряджає конденсатор C. На цьому формування імпульсу закінчується. Якщо після закінчення вихідного імпульсу, але не раніше, подати ще один імпульс, що запускає, то на виході сформується вихідний, такий же, як і перший.

Звичайно, для нормальної роботи одновібратора імпульс, що запускає, повинен бути коротшим, ніж імпульс, що формується на виході.

На малюнку 5 показано графік роботи одновібратора.

Малюнок 5. Графік роботи одновібратора

Як можна використовувати одновібратор?

Або як казав кіт Матроскін: "А яка від цього одновібратора користь буде?" Можна відповісти, що досить велика. Справа в тому, що діапазон витримок часу, який можна отримати від цього одновібратора, може досягати не лише кілька мілісекунд, а й сягати кількох годин. Все залежить від параметрів RC ланцюжка, що задає час.

Ось, будь ласка, майже готове рішення для освітлення довгого коридору. Достатньо доповнити таймер виконавчим реле або нехитрою тиристорною схемою, а в кінцях коридору поставити пару кнопок! Кнопку натиснув, пройшов коридор, і не треба дбати про вимкнення лампочки. Все буде автоматично після закінчення витримки часу. Ну, це просто інформація для роздумів. Освітлення у довгому коридорі, звичайно, не єдиний варіант застосування одновібратора.

Як перевірити 555?

Найпростіше спаяти просту схему, для цього майже не знадобиться навісних деталей, якщо не вважати такими єдиний змінний резистор і світлодіод для індикації стану виходу.

У мікросхеми слід з'єднати висновки 2 і 6 і подати на них напругу, що змінюється змінним резистором. До виходу таймера можна приєднати вольтметр або світлодіод, звичайно, з обмежувальним резистором.

Але можна нічого і не паяти, більше того, провести досліди навіть за наявності відсутності власне мікросхеми. Подібні дослідження можна зробити за допомогою програми - симулятора Multisim. Звичайно, таке дослідження дуже примітивне, але дозволяє познайомитися з логікою роботи таймера 555. Результати «лабораторної роботи» показані на малюнках 6, 7 і 8.

Малюнок 6.

На малюнку можна побачити, що вхідна напруга регулюється змінним резистором R1. Біля нього можна розглянути напис «Key = A», що говорить про те, що величину резистора можна змінювати, натискаючи клавішу A. Мінімальний крок регулювання 1%, тільки засмучує, що регулювання можливе лише у бік збільшення опору, а зменшення можливе лише «мишкою» ».

На цьому малюнку резистор "відведений" до самої "землі", напруга на його двигуні близько до нуля (для наочності вимірюється мультиметром). При такому положенні движка на виході таймера високий рівень, тому вихідний транзистор закритий, і LED1 світлодіод не світиться, про що говорять його білі стрілки.

На наступному малюнку показано, що напруга трохи збільшилася.

Малюнок 7.

Але збільшення відбувалося не просто так, а з дотриманням деяких кордонів, а саме порогів спрацьовування компараторів. Справа в тому, що 1/3 та 2/3, якщо висловити у десяткових дробах у відсотках будуть 33,33… та 66,66… відповідно. Саме у відсотках показано введену частину змінного резистора у програмі Multisim. При напрузі живлення 12В це вийде 4 та 8 вольт, що досить зручно для дослідження.

Так ось, на малюнку 6 показано, що резистор введений на 65%, а напруга на ньому 7,8В, що трохи менше за розрахункові 8 вольт. У цьому світлодіод на виході погашено, тобто. на виході таймера й досі високий рівень.

Малюнок 8.

Подальше незначне збільшення напруги на входах 2 і 6 всього на 1 відсоток (менше не дають можливості програми) призводить до запалювання світлодіода LED1, що і показано на малюнку 8 - стрілочки біля світлодіоду набули червоного відтінку. Така поведінка схеми свідчить, що симулятор Multisim працює досить точно.

Якщо продовжити збільшувати напругу на висновках 2 і 6, то жодної зміни на виході таймера не відбудеться.

Генератори на таймері 555

Діапазон частот, що генерується таймером, досить широкий: від найнижчої частоти, період якої може досягати кількох годин, до частот кількох десятків кілогерц. Все залежить від елементів ланцюжка.

Якщо не потрібна прямокутна форма сигналу, то можна згенерувати частоту до декількох мегагерц. Іноді таке цілком допускається - форма не важлива, але імпульси присутні. Найчастіше така недбалість щодо форми імпульсів допускається в цифровій техніці. Наприклад, лічильник імпульсів реагує на фронт чи спад імпульсу. Погодьтеся, у цьому випадку прямокутність імпульсу ніякого значення не має.

Генератор імпульсів форми меандр

Один з можливих варіантів генератора імпульсів форми меандр показаний малюнку 9.

Малюнок 9. Схема генераторів імпульсів форми меандр

Тимчасові діаграми роботи генератора показані малюнку 10.

Рисунок 10. Тимчасові діаграми роботи генератора

Верхній графік ілюструє сигнал на виході (виведення 3) таймера. А на нижньому графіку показано, як змінюється напруга на конденсаторі.

Все відбувається так само, як вже було розглянуто в схемі одновібратора показаної на малюнку 3, тільки не використовується одиночний імпульс, що запускає, на виведенні 2.

Справа в тому, що при включенні схеми на конденсаторі C1 напруга дорівнює нулю, воно і переведе вихід таймера в стан високого рівня, як показано на малюнку 10. Конденсатор C1 починає заряджатися через резистор R1.

Напруга на конденсаторі зростає по експоненті доти, доки досягне порога верхнього порога спрацьовування 2/3*U. В результаті таймер перемикається в нульовий стан, тому конденсатор C1 починає розряджатися до нижнього порога спрацьовування 1/3*U. Після досягнення цього порога на виході таймера встановлюється високий рівень і все починається спочатку. Формується новий період коливань.

Тут слід звернути увагу, що конденсатор C1 заряджається і розряджається через один і той же резистор R1. Тому час заряду та розряду рівні, а отже, форма коливань на виході такого генератора близька до меандру.

Частота коливань такого генератора описується складною формулою f = 0,722/(R1*C1). Якщо опір резистора R1 при розрахунках вказати в Омах, а ємність конденсатора C1 у Фарадах, частота вийде в Герцах. Якщо ж у цій формулі опір буде виражено в кілоомах (КІМ), а ємність конденсатора в мікрофарадах (мкФ) результат вийде в кілогерцях (КГц). Щоб вийшов генератор з регульованою частотою, достатньо резистор R1 замінити змінним.

Генератор імпульсів з регульованою шпаруватістю

Меандр, звичайно, добре, але іноді виникають ситуації, що вимагають регулювання шпаруватості імпульсів. Саме так здійснюється регулювання частоти обертання двигунів постійного струму (ШИМ регулятори), які з постійним магнітом.

Меандр називають прямокутні імпульси, у яких час імпульсу (високий рівень t1) дорівнює часу паузи (низький рівень t2). Така назва в електроніку прийшла з архітектури, де меандр називають малюнок цегляної кладки. Сумарний час імпульсу та паузи називають періодом імпульсу (T = t1 + t2).

Добре і Duty cycle

Ставлення періоду імпульсу його тривалості S = T/t1 називається шпаруватістю. Це величина безрозмірна. У меандр цей показник дорівнює 2, оскільки t1 = t2 = 0,5 * T. В англомовній літературі замість шпаруватості частіше застосовується зворотна величина - коефіцієнт заповнення (англ. Duty cycle) D = 1/S, виражається у відсотках.

Якщо дещо вдосконалити генератор, показаний малюнку 9, можна отримати генератор з регульованою шпаруватістю. Схема такого генератора показано малюнку 11.

Малюнок 11.

У цій схемі заряд конденсатора C1 відбувається ланцюгами R1, RP1, VD1. Коли напруга на конденсаторі досягне верхнього порога 2/3*U, таймер перемикається в стан низького рівня і конденсатор C1 розряджається по ланцюгу VD2, RP1, R1 доти, доки напруга на конденсаторі не впаде до нижнього порога 1/3*U, після чого цикл повторюється.

Зміна положення двигуна RP1 дає можливість регулювати тривалість заряду та розряду: якщо тривалість заряду зростає, то зменшується час розряду. У цьому період слідування імпульсу залишається незмінним, змінюється лише шпаруватість, чи коефіцієнт заповнення. Ну, це як комусь зручніше.

На основі таймера 555 можна сконструювати не тільки генератори, але ще багато корисних пристроїв, про які буде розказано в наступній статті. До речі, існують програми – калькулятори для розрахунку частоти генераторів на таймері 555, а у програмі – симуляторі Multisim для цих цілей є спеціальна закладка.

Борис Аладишкін,

Продовження статті: