ПЛАВНЫЙ ПУСК НА 12 В

Случается нужно часто подключать устройство к чему-то, что имеет напряжение. Однако в том устройстве, например, на входе имеются конденсаторы высокой ёмкости, которые вызывают большой скачок тока и, следовательно, скачок напряжения, что может привести к нестабильной работе включенного устройства и даже к отключению питания, вызванному такой мощной нагрузкой. Так что в некоторых случая имеет смысл сделать такой простейший блок софт старта. Его конструктивная примитивность приводит к тому, что он:

• Работает в узком диапазоне напряжений 10-14 В.
• Не имеет защиты — ни тепловой, ни от перенапряжения.
• Не отключается мгновенно, поскольку включенный транзистор имеет некий обратный ток.

Схема модуля плавного пуска

В общем это схема простого плавного пуска на 12 В. Время включения задано емкостью С1 — на схеме 1 нФ, но может быть даже 470 нФ, время переключения было установлено примерно на 0,5 секунд. Вместе с емкостью Cgs транзистора заряжается через резистор R2.

Время выключения нагрузки немного быстрее, потому что емкость после падения напряжения разряжается диодом D1 и резистором R1. Однако транзистор находится во включенном состоянии до тех пор, пока емкость, которая может находиться в выходной схеме, не разрядится.

Стабилитрон является здесь элементом, который повышает напряжение в контрольной точке для напряжения открытия затвора, что вызывает более плавное открывание полевого транзистора.

Следует помнить, что напряжение затвор-исток должно соответствовать транзистору, когда напряжение питания уменьшается за счет уменьшения стабилитрона. Также надо чтобы мосфет имел низкие сопротивления Rdson.

Транзистор получает повышенное тепловыделение при включении. Например ток до 1 A транзистор IRF9540 заставляет незначительно нагреваться, но при частом включении-выключении растет количество выделяемого тепла.

Схема плавного пуска для двигателей постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока имеют ряд недостатков, хотя и множество очевидных преимуществ. Одним из них является гораздо более высокое потребление тока при пуске по сравнению с током, потребляемым при нормальной работе, что может привести к перегрузке источника питания в начальный момент времени. Предлагаемый модуль софт-старта мотора имеет напряжение питания от 12 до 35 В, собственный ток потребления около 10 мА. Нагрузка может достигать десятки Ампер.

Схема плавного пуска на 555 и MOSFET

Принципиальная схема мягкий старт показана на рисунке. Таймер 555 работает в типичном мультивибраторном включении и создает прямоугольный сигнал с частотой около 2,2 кГц и заполнением (скважностью) около 85%. Состоит частотозадающая цепь из сопротивления R3 и конденсатора C5 на 100 нФ.

Этот сигнал поступает на инвертируемый вход компаратора LM311. Делитель напряжения, который подает приблизительно 4,5 В к инвертирующему входу, также подключен. Конденсатор C6 22 мкФ делает так, что напряжение при включении питания почти равно напряжению источника питания (78L09 это 9 В), а затем медленно падает до номинального значения.

Путем сравнения уменьшающегося напряжения на входе инвертора и треугольной формы волны, на входе неинвертора получается прямоугольный сигнал со скважностью растущей от нуля до 100%.

Зарядный конденсатор играет ключевую роль в определении заряда. Скважность составляет 100% через 7 секунд после включения, и N-канальный MOSFET полевой транзистор IRF3205 переходит в открытый режим.

Схема смонтирована на односторонней печатной плате 25 х 50 мм. Все компоненты, кроме транзистора T1 и D2, устанавливаются на одной поверхности. Рекомендуется установить небольшой кулер на транзистор.

Более сильный мотор, лампа и другая нагрузка тоже сюда отлично подойдёт. Естественно с использованием мощного Мосфета. Может быть установлен даже транзистор с токами до 50 А.

Плавный Пуск и Бесконтактный реверс DC-электродвигателя

Сегодня рассмотрим довольно простую схему устройства управления двигателем постоянного тока, которая позволяет осуществлять его плавный запуск и останов, а также менять направление вращения без использования механических или релейных переключателей. Применение такая схема может найти самое широкое, это и робототехника, и различные станки, или механизмы, использующие двунаправленное механическое вращение.

В качестве интерфейса управления человек-машина здесь выступает манипулятор в основе которого лежит обычный переменный резистор (потенциометр), это может быть, например, так называемый « джойстик », который находясь в среднем положении останавливает вращение, а при крайних — плавно запускает электродвигатель в прямом и обратном направлении.

Сразу обозначу с какими электродвигателями может работать эта схема, в плане мощности. На схеме представлен вариант для 12-ти вольтового электродвигателя, питание электродвигателя и схемы управления общее. Мощность ограничена способностью транзисторов силового H- моста рассеять выделяемую тепловую энергию, т.к. они работают в крайних положениях манипулятора в линейном режиме. При мощности электродвигателя 320 Вт , силовой H -мост должен будет рассеять около 50 Вт , что вполне приемлемо для корпуса TO-220 .

Схему условно можно разделить на 4 функциональных части: силовой мост ( H-bridge ) через который запитан электродвигатель; компараторы напряжений DA1.3 и DA1.4 с которых управляется мост; генератор треугольного напряжения DA1.2 ; узел установки напряжения смещения

Работа силового моста, в « буржуинском » наименовании « H-bridge », подробно описана во многих технических источниках. Напомню, что при вращении электродвигателя, одновременно работают только два транзистора из противоположных плеч, например, VT1 и VT4 . Для смены направления вращения, VT1 и VT4 необходимо закрыть, а VT2 и VT3 открыть.

Управляются пары транзисторов моста через два компаратора DA1.3 и DA1.4 . Управляющее напряжение на их выходах при среднем положении резистора R2 противоположное: DA1.4 — +12B , DA1.3 — -12В — пары транзисторов моста закрыты, двигатель остановлен. При крайних положениях R2 , напряжение с одного из компараторов станет близким к нулю, что позволит открыться соответствующей паре транзисторов.

Опорное напряжение для компараторов берётся с цепи R7R8R9 на прямой вход DA1.4 и инверсный DA1.3 . На два других входа поступает пилообразное напряжение с частотой

270 Гц , амплитудой около 2В и постоянной составляющей от 1 до 5В с генератора на DA1.2. Постоянная составляющая регулируется как раз потенциометром R2 через DA1.1 . Делитель R7R8R9 рассчитан таким образом, чтобы в промежуточных состояниях резистора R2 от середины до максимального значения и минимального, напряжение с выходов одного из компараторов прежде чем стать близким к нулю модулируется частотой генератора DA1.2 , и как итог в зависимости от уровня постоянной составляющей (напряжения смещения) с DA1.1 принимает форму ШИМ . Это и позволяет плавно запускать и останавливать электродвигатель.

Печатная плата показана на рисунке сверху. Теплоотвод от транзисторов должен быть рассчитан на рассеивание тепловой энергии, в зависимости от мощности электродвигателя. Напомню, что при использовании электродвигателя 12В , 320 Вт , она составит 50 Вт .