Einfacher PWM-Regler auf NE555

Die meisten sowjetischen und ausländischen Funkamateure sind mit dem analogen integrierten Timer SE555/NE555 (KR1006) bestens vertraut, der seit 1971 von der Signetics Corporation hergestellt wird. Es ist schwierig aufzuzählen, für welche Zwecke dieser kostengünstige, aber multifunktionale Mikroschaltkreis in den fast einem halben Jahrhundert seines Bestehens nicht verwendet wurde. Trotz der rasanten Entwicklung der Elektronikindustrie in den letzten Jahren erfreut sie sich jedoch weiterhin großer Beliebtheit und wird in großen Mengen hergestellt.
Die von Jericho Uno angebotene einfache Schaltung eines Automobil-PWM-Reglers ist kein professionelles, vollständig debuggtes Design, das sich durch Sicherheit und Zuverlässigkeit auszeichnet. Dies ist nur ein kleines, billiges Experiment, das aus verfügbaren, preisgünstigen Teilen zusammengestellt wurde und die Mindestanforderungen vollständig erfüllt. Daher übernimmt der Entwickler keine Verantwortung für etwaige Schäden an Ihrer Ausrüstung, wenn Sie die simulierte Schaltung betreiben.

NE555 PWM-Reglerschaltung

Um ein PWM-Gerät zu erstellen, benötigen Sie:

• elektrischer Lötkolben;
  
• Chip NE555;
  
• variabler Widerstand 100 kOhm;
  
• Widerstände 47 Ohm und 1 kOhm je 0,5W;
  
• 0,1 µF Kondensator;
  
• zwei Dioden 1N4148 (KD522B).

Schrittweiser Aufbau einer analogen Schaltung

Wir beginnen mit dem Aufbau der Schaltung, indem wir Jumper auf der Mikroschaltung installieren. Mit einem Lötkolben schließen wir folgende Timerkontakte miteinander: 2 und 6, 4 und 8.

Als nächstes löten wir, geleitet von der Richtung der Elektronenbewegung, die „Arme“ der Diodenbrücke an einen variablen Widerstand (Stromfluss in eine Richtung). Die Diodenwerte wurden aus verfügbaren, kostengünstigen Dioden ausgewählt. Sie können sie durch beliebige andere ersetzen – dies hat praktisch keine Auswirkungen auf den Betrieb der Schaltung.

Um Kurzschlüsse und Durchbrennen des Mikroschaltkreises zu vermeiden, wenn der variable Widerstand bis zur äußersten Position herausgeschraubt wird, stellen wir den Shunt-Widerstand der Stromversorgung auf 1 kOhm ein (Pins 7-8).

Da der NE555 als Sägezahngenerator fungiert, müssen nur noch ein Widerstand und ein Kondensator ausgewählt werden, um eine Schaltung mit einer bestimmten Frequenz, Impulsdauer und Pause zu erhalten. Ein 4,7-nF-Kondensator liefert uns unhörbare 18 kHz, aber ein so kleiner Kapazitätswert führt zu einer Fehlausrichtung der Schultern während des Betriebs der Mikroschaltung. Den optimalen Wert stellen wir auf 0,1 µF ein (Kontakte 1-2).

Sie können das unangenehme „Quietschen“ der Schaltung vermeiden und den Ausgang mit etwas Niederohmigem, beispielsweise einem 47-51-Ohm-Widerstand, auf einen hohen Pegel bringen.

Es müssen nur noch Strom und Last angeschlossen werden. Die Schaltung ist für die Eingangsspannung des Bordnetzes des Fahrzeugs von 12 V DC ausgelegt, zur visuellen Demonstration wird sie aber auch mit einer 9 V-Batterie gestartet. Wir verbinden es mit dem Eingang der Mikroschaltung und achten dabei auf die Polarität (Plus an Bein 8, Minus an Bein 1).

Es bleibt nur noch, die Last zu bewältigen. Wie aus der Grafik ersichtlich ist, blieb der Sägezahn am Ausgang (Beine 1-3) erhalten, als der variable Widerstand die Ausgangsspannung auf 6 V senkte, d. h. NE555 ist in dieser Schaltung sowohl ein Sägezahngenerator als auch ein Komparator am gleiche Zeit.Ihr Timer arbeitet im astabilen Modus und hat einen Arbeitszyklus von weniger als 50 %.

Das Modul hält einem Gleichstromdurchsatz von 6–9 A stand, sodass Sie mit minimalen Verlusten sowohl einen LED-Streifen in einem Auto als auch einen Motor mit geringer Leistung daran anschließen können, der Rauch vertreibt und Ihnen bei Hitze ins Gesicht bläst. Ungefähr so:


Oder so:

Funktionsprinzip eines PWM-Reglers

Die Bedienung eines PWM-Reglers ist recht einfach. Der NE555-Timer überwacht die Spannung an der Kapazität C. Bei maximaler Ladung (Vollladung) öffnet der interne Transistor und am Ausgang erscheint eine logische Null. Als nächstes wird die Kapazität entladen, was zum Schließen des Transistors und zum Eintreffen einer logischen Eins am Ausgang führt. Wenn die Kapazität vollständig entladen ist, schaltet das System um und alles wiederholt sich. Beim Laden fließt der Strom entlang einer Seite, beim Entladen fließt er in eine andere Richtung. Mithilfe eines variablen Widerstands ändern wir das Verhältnis des Schulterwiderstands und senken oder erhöhen so automatisch die Ausgangsspannung. Es liegt eine teilweise Frequenzabweichung im Stromkreis vor, die jedoch nicht in den hörbaren Bereich fällt.

Sehen Sie sich das Video zur Funktionsweise des PWM-Reglers an