Jednoduchý PWM regulátor na NE555

Většina sovětských a zahraničních radioamatérů dobře zná analogový integrovaný časovač SE555/NE555 (KR1006), který vyrábí Signetics Corporation již od roku 1971. Je těžké vyjmenovat, k jakým účelům tento levný, ale multifunkční mikroobvod nebyl během téměř půlstoletí své existence používán. I přes rychlý rozvoj elektronického průmyslu v posledních letech je však stále populární a vyrábí se ve významných objemech.
Jednoduchý obvod automobilového regulátoru PWM nabízený společností Jericho Uno není profesionální, plně odladěný design, který se vyznačuje bezpečností a spolehlivostí. Toto je jen malý levný experiment, sestavený z dostupných rozpočtových dílů a zcela splňující minimální požadavky. Jeho vývojář tedy nepřebírá odpovědnost za cokoli, co se může stát vašemu zařízení při provozu simulovaného obvodu.

Obvod regulátoru NE555 PWM

K vytvoření PWM zařízení budete potřebovat:

• elektrická páječka;
  
• čip NE555;
  
• proměnný odpor 100 kOhm;
  
• rezistory 47 Ohm a 1 kOhm 0,5W každý;
  
• kondenzátor 0,1 µF;
  
• dvě diody 1N4148 (KD522B).

Postupná montáž analogového obvodu

Začneme stavět obvod instalací propojek na mikroobvod. Pomocí páječky vzájemně uzavřeme následující kontakty časovače: 2 a 6, 4 a 8.

Dále, vedeni směrem pohybu elektronů, připájeme „ramena“ diodového můstku k proměnnému rezistoru (proud toku v jednom směru). Hodnoty diod byly vybrány z dostupných, levných. Můžete je nahradit jakýmikoli jinými - na provoz obvodu to nebude mít prakticky žádný vliv.

Aby nedocházelo ke zkratům a vyhoření mikroobvodu při vyšroubování proměnného rezistoru do krajní polohy, nastavíme bočníkový odpor napájecího zdroje na 1 kOhm (piny 7-8).

Vzhledem k tomu, že NE555 funguje jako pilový generátor, pro získání obvodu s danou frekvencí, dobou trvání pulzu a pauzou zbývá pouze vybrat odpor a kondenzátor. Neslyšitelných 18 kHz nám poskytne kondenzátor 4,7 nF, ale takto malá hodnota kapacity způsobí nesouosost ramen při provozu mikroobvodu. Optimální hodnotu nastavíme na 0,1 µF (kontakty 1-2).

Můžete se vyhnout nepříjemnému „skřípání“ obvodu a vytáhnout výstup na vysokou úroveň pomocí něčeho s nízkou impedancí, například rezistoru 47-51 Ohm.

Zbývá pouze připojit napájení a zátěž. Obvod je určen pro vstupní napětí palubní sítě vozu 12V DC, ale pro názornou ukázku bude startovat i z 9V baterie. Připojíme jej ke vstupu mikroobvodu, dodržujeme polaritu (plus na noze 8, mínus na noze 1).

Nezbývá než se vypořádat se zátěží. Jak je vidět z grafu, když proměnný rezistor snížil výstupní napětí na 6V, pila na výstupu (nohy 1-3) zůstala zachována, to znamená, že NE555 je v tomto zapojení jak generátor pily, tak komparátor na stejný čas.Váš časovač pracuje v a-stabilním režimu a má pracovní cyklus menší než 50 %.

Modul snese 6-9 A stejnosměrné propustnosti, takže s minimálními ztrátami k němu připojíte jak LED pásek v autě, tak i motor s nízkým výkonem, který v horku rozhání kouř a fouká do obličeje. Takhle:


Nebo takhle:

Princip činnosti regulátoru PWM

Obsluha PWM regulátoru je poměrně jednoduchá. Časovač NE555 hlídá napětí na kapacitě C. Při jeho nabití na maximum (plné nabití) se otevře vnitřní tranzistor a na výstupu se objeví logická nula. Dále se vybije kapacita, což vede k sepnutí tranzistoru a příchodu logické jedničky na výstup. Po úplném vybití kapacity se systém přepne a vše se opakuje. V okamžiku nabíjení teče proud podél jedné strany a při vybíjení teče jiným směrem. Pomocí proměnného odporu měníme poměr odporu ramene, automaticky snižujeme nebo zvyšujeme výstupní napětí. V obvodu je dílčí frekvenční odchylka, která však nespadá do slyšitelného rozsahu.

Podívejte se na video fungování PWM regulátoru