تولید PWM با استفاده از آیسی NE555

مدار زیر یک مدار بسیار کاربردی با هدف کنترل سرعت موتور DC با تولید PWM و با استفاده از آیسی NE555 قرار داده شده است. این مدار بر اساس آیسی NE555 طراحی شده است و دارای قطعات نسبتاً کم و ارزانی می‌باشد و شما می توانید با هزینه کم این مدار کاربردی را بسازید.

این مدار کاربردهای مختلفی دارد، یکی از مهم‌ترین این کاربردها در سوراخ کاری برد مدار چاپی می‌باشد که با اتصال این مدار به موتور می‌توانید سرعت دریل را به اندازه مورد نیاز تنظیم کنید. از دیگر کاربردهای این مدار می توان در ربات‌ها برای کنترل سرعت آنها و… استفاده کرد. در ادامه شماتیک این مدار را مشاهده می‌کنید:

همانطور که در شماتیک بالا مشاهده می‌کنید، در این مدار از آیسی NE555 استفاده شده است که این آیسی وظیفه تولید موج PWM برای کنترل سرعت موتور DC را برعهده دارد. ماسفت IRF540 به صورت سوئیچینگ استفاده شده است که وظیفه روشن و خاموش کردن موتور را برعهده دارد. دیود D3 برای محافظت از قطعات مدار می‌باشد که به ان دیود هرزگرد نیز گفته می‌شود.

تغذیه مدار 12 ولت می‌باشد البته می توانید از ولتاژ 6 تا 12 ولت برای تغذیه مدار استفاده کنید، بنابراین از این مدار می‌شود برای کنترل موتور های DC از 6 تا 12 ولت استفاده کرد. برای تنظیم (تغییر) سرعت موتور پتانسیومتر RV1 را تغییر دهید.

نکاتی در مورد تحلیل مداری دیود D3

این دیود یک دیود یکسو کننده می‌باشد، ترجیحا از نوع دیود شاتکی یا دیود فست یا Ultra Fast، که برای مهار کردن عکس العمل‌های سیم پیچ موتورها در حین قطع جریان قرار داده می‌شود.

توضیح بیشتر اینکه هر جا که سیم پیچ وجود داشته باشد (مانند موتور یا رله) قانون لنز هم وجود خواهد داشت و این قانون بیان می‌کند که در سیم پیچ، تغییرات آنی جریان امکان پذیر نیست و همان‌طور که می دانیم ولتاژ دوسر یه سلف برابر هست با ظرفیت سلف، ضرب در تغییرات جریان نسبت به زمان.

کارکرد عملی مدار

زمانی که ما به موتور سیگنال PWM اعمال می‌کنیم، به این معنی است که کمی جریان در حال عبور می‌باشد، و کمی دیگر عبور نمی‌کند، موضوع اصلی تحلیل ما در مورد لحظه ی عبور نکردن جریان می‌باشد، فرض کنید یک سیکل کامل از موج مربعی که اعمال می‌شود، در سیکل اول که موتور در حال کار می‌باشد، به طور ناگهانی مسیر عبور جریان قطع بشود ( به دلیل خاموش شدن ماسفت) در این حالت قانون لنز بیان می‌کند که جریانی که در حال عبور از موتور بود، باید همچنان عبور کند! و چون امکان عبور ندارد، از رابطه ی ریاضی ولتاژ سلف نتیجه می‌گیریم که ولتاژ بسیار بزرگی روی دوسر سیم پیچ موتور ایجاد خواهد شد. حال فرض کنید دیود D3 در مدار نباشد، ولتاژ بسیار بزرگ ایجاد شده، از طریق منبع تغذیه روی دو سر ماسفت خواهد افتاد! و به دلیل اینکه احتمال بسیار زیاد از ولتاژ قابل تحمل ماسفت خیلی بیشتر خواهد بود، ماسفت بعد از مدتی خواهد سوخت.

اما در صورت وجود دیود، با قطع شدن مسیر عبور جریان از ماسفت، جریان راه دیگری برای عبور کردن دارد که مسیر دیود می‌باشد، که در نتیجه نه ولتاژ بسیار بزرگتر را خواهیم داشت و نه اینکه ماسفت خواهد سوخت.

در صورتی که بخواهید موتورهای DC با جریان های بالاتری را کنترل کنید از ماسفت‌های قدرت با قابلیت های بالاتر استفاده نمایید.

منابع:
– Emic.ir
– Eca.ir

منبع: وبسایت بعثت الکترونیک