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[问答] 【每周电路赏析有奖活动】第一期 NE555直流电动机调速电路
2348 NE555 直流电动机 电路设计
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为了提升广大坛友识图阅图的技术水平,同时也为了增进诸位电子发烧友间的技术交流,论坛即日起以周为单位推出【每周电路赏析有奖活动】
本活动旨在通过对电子线路图的分析和回答有关问题,来展示自我、提升技能、掌握经验。
本周电路题由版主王栋春提供,活动策划分数将纳入版主积分,欢迎各位版主参与出题~  
活动时间:2020.4.1-2020.4.7

活动流程:
每周一论坛相关管理人员会推出一款具有实际使用意义的电子线路图,各位坛友可围绕该线路图进行工作原理分析和讨论,并回答针对该线路提出的问题。
在此同时,电子发烧友向广大坛友们征集每周电路赏析活动的题目,各位有什么好的电子线路图和问题也可以在回帖中一并晒出,论坛管理人员会从中选取有代表性的进行发帖讨论。
本活动每个论坛ID回帖次数不限,但灌水等恶意回帖形式不在此列!

奖励机制:
1、为了鼓励广大坛友积极参与到活动来,出题者会对回帖中的电路原理分析详实或回答问题准确的坛友进行最高20积分的奖励,每周每ID仅限一次奖励,每次根据回复内容奖励若干名。
2、凡上传电子线路图题目被采用的坛友,将收到论坛送出的30积分奖励(可同奖励1兼得)。
3、本活动会以月度为单位,选取5名参与讨论问题积极性高、技术水平过硬的坛友,每人奖励20元京东E卡


第一期讨论的电路图如下:
12.png

其功能为采用时基集成电路NE555和复合管tiP142构成的直流电动机调速器。针对该线路,有请各位坛友回复以下内容:
1、请广大坛友分析一下该线路的工作原理;
2、结合图中所用复合管型号,大家认为该电路的最大可调电流为多少?在实际使用中要注意什么问题?
3、请简述图中VD1、VD2、VD3这三只二极管的作用。
以上三项可任意选择参与,但参与项目越多的坛友其获奖概率也越高哟!






5
2020-4-1 05:44:29   评论 分享淘帖 邀请回答
15个回答
很好的活动,积极参与
2020-4-1 10:03:52 1 评论

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问题3:
VD1 防电源反接;
VD2 为C4提供不同的充放电回路;
VD3 电机M切断时,为其提供续流通路。

请各位指正!

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2020-4-1 10:07:23 1 评论

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班门弄斧下:问题1  大致工作原理
通电C4 充电,电压至1/3电源电压前,3脚输出低电平,TIP412截止,电机不转;
当C4电压上升超过1/3电源电压未达到2/3电源电压时,3脚输出高电平,TIP412导通,电机通电;
当C4电压上升超过2/3电源电压时,3脚输出低电平,TIP412截止,电机不转。同时C4通过RP、R2,由7脚放电;
放电电压同样按电源电压的大小,使3脚输出翻转,调节RP,改变放电时间,改变占空比,调节电机转速。

还请指正!

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2020-4-1 15:42:54 3 评论

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  • 2020-4-1 18:17

    何止是班门弄斧  非常专业

  • 2020-4-3 13:52

    提醒一下:
    【当C4电压上升超过1/3电源电压未达到2/3电源电压时,3脚输出高电平,......】
    当C4电压在0至1/3电源电压阶段,3脚已经输出高电平了。
    【3脚输出低电平,TIP412截止,电机不转。】
    不是电机不转,而是惯性旋转。

    经眼录 回复 JQ_Lin: 2020-4-3 14:48

    提醒得对!是这样的啊

本帖最后由 xianfajushi 于 2020-4-1 16:56 编辑

1.电源接通时电容器充电经由二极管2与电阻电位器并联2脚低于2/3电源时3脚输出高电平,2脚电压达到2/3电源电压时3脚翻转为低电平,当3脚为低电平时7脚导通,由电路接法可知为电容器经过电阻与电位器串联的路径进行放电,当电容器放电2脚电压低于1/3时3脚反转为高电平7脚截止电容器又开始充电过程,如此反复就形成了不停地充放电过程3脚也就输出了高低电平的矩形方波去驱动后面的复合管导通电路工作,高电平复合管导通,低电平复合管截止.
2.复合管大约参数为100V10A最大,因此,这个电路使用15V可以最大电流使用,大约的估计不精确计算了.
3.这个电路不但调节占空比,同时也调节一定范围的频率,如何调节占空比?充电时经由二极管2与电阻电位器并联,放电时只能通过电阻和电位器串联这个路径,因此,调节电位器和就能调节放电的时间从而达到调节占空比的目的,假如没有二极管的话,虽然也能在一定程度上调节占空比,但频率调节得更明显.二极管1不仅能防止电源反接同时也能防止电机感生电压施加到555电路上,二极管3为电机线圈感生反电动势的泄放电路,避免感生的高压施加到555以及复合管电路上损坏.
4.另一种电路结构可以保持频率相对稳定而且能调节占空比.粗略描述,欢迎交流.
4001是50V,4002是100V,4003是200V,4004是400V,4005是600V,4006是800V,4007是1000V.
1N4148是开关二极管

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2020-4-1 16:47:03 2 评论

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我来补充一下TIP142吧:TIP142是功率型达林顿NPN型三极管;Hfe为1000倍;Vceo为100V;Ic为5A。
Vceo:100V,只要选择最大工作电压小于100X1/3即可,这样不会烧毁管子;
Ic为5A,只要选择最大工作电流小于5A即可(必要时加散热片)。

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2020-4-2 10:29:02 1 评论

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1.此为电路就是以PWM为思路,利用方波的占空比来调节功率输出。555振荡电路结构产生方波,Rp调节出555输出不同占空比的方波,TIP142增强驱动能力,利用这个组合输出不同占空比的方波来调节电机功率。
2.当555输出的方波,调节占空比到95:5时,就说明555就约等于只输出高电平,VCC/电机=最大电流。实际运用时注意TIP142的发热,555输出的频率不能太高。
3.VD1:VD1和C1组合,做到滤波稳压和反接。
  VD2:加上VD2后555的占空比的范围就会增大,大约是96:4到1:99之间。
  VD3:因电机是感性,利用VD3续流作用,保护TIP142不会击穿。

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VD1:保护电源的,以防回流,损坏电源
VD2:并在电阻两端,随着滑动电阻,调节7,2引脚电压值的
VD3:续流二极管

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2020-4-3 11:24:49 评论

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1、NE555构成多谐振荡器,3脚输出占空比可调的方波,控制TIP142导通的时间,达到控制电机速度。上电时通过R1、C4进行充电,充电时间T1=0.7*R1*C4。放电通过C4、Rp、R2,时间T2=0.7*(Rp+R2)*C4。所以周期T=T1+T2,占空比D=T1/T 。
2、在实际应用中要注意的是管子的温度,注意温度不要超过结温。
3、VD1:主要是防反接。
VD2:改变充电路径。
VD3:续流二极管,保护管子。

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2020-4-4 23:27:37 评论

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本帖最后由 JQ_Lin 于 2020-4-8 16:45 编辑

2020.04.03  问题来源:
【每周电路赏析有奖活动】第一期 NE555直流电动机调速电路
http://bbs.elecfans.com/jishu_1916486_1_1.html


2020.04.05
【NE555直流电动机调速电路的原理分析】
⒈作为基本的555多谐振荡器(暂无二极管VD2,图中的C4在此及以下均记为C),则有
        输出高电平时长 tH = ln2(R1+R2+Rp)C = 0.693(R1+R2+Rp)C
        输出低电平时长 tL = ln2(R2+Rp)C = 0.693(R2+Rp)C
因为 (R1+R2+Rp) > (R2+Rp),所以输出方波占空比恒大于50%,不能实现所期望的调速。
⒉加入二极管VD2,排除(R2+Rp)的影响,为定时电容C提供了快速充电通道,故有
        tH = ln2(R1)C
        tL = ln2(R2+Rp)C
这样,就把(R2+Rp)从占空比计算式的分子中排除掉,避开了占空比恒大于50%的不悦,获得较大范围的占空比可调,以实现所期望的调速。
⒊忽略VD2的影响,视其管压降为零,理论计算结果如下:
最小占空比 6.8/(6.8+0.27+250) = 2.6%,此时,最长周期17.8 ms,最低频率56.1 Hz(仿真值56Hz)。
最大占空比 6.8/(6.8+0.27) = 96.2%, 此时,最短周期0.49 ms,最高频率2040 Hz(仿真值1930Hz)。
⒋以下几点值得特别注意:
①高电平时长由R1xC决定,脉冲宽度(0.47ms)是固定不变的。所谓获得了较大范围的占空比调整,实际上靠的是改变低电平的时长来实现的,故可以称作为固定脉宽的占空比调整。
②电机绕组的电流是不会突变的,仅有半毫秒的通电时间,对于绕组电感不够小的电机来说,电流尚未建立起来就被断电,特别是在低占空比时,电机还能转动并带载吗?将定时电容的容量(或R1、R2、Rp的阻值同时)扩大至10倍,5ms脉宽,200Hz的频率,应付10mH电机,效果一定会好得多。
③显然,当电位器Rp右旋调整到低阻值范围时,才能获得大的占空比。但是,此时的旋转调整极其敏感,占空比的变化率太大,故不可采用普通线性型的电位器,而必须采用反对数型的电位器,以获些许缓解。
④已有VD3续流,再接入电容C5,吸收作用不大,反而会产生小幅衰减的LC振荡。
⑤上电瞬间,555的Q端瞬间输出高电平,可以忽略。
【关于最大可调电流】
[2、结合图中所用复合管型号,大家认为该电路的最大可调电流为多少?...],此问题的提出是不妥的。
首先,什么叫【该电路的最大可调电流】?最大、可调,在此没有清晰的定义。
其次,电源电压未定,电机性能指标没有提供,仅凭复合管型号来确定最大可调电流,是有些不靠谱的。
本来应有的工作程序是,根据实用要求——选择电机——确定电源电压和供电能力——最后选择驱动管。
【三只二极管的作用】
⒈二极管VD2,为定时电容提供了快速充电通道,排除(R2+Rp)的影响,避开了占空比恒大于50%的不悦,获得较大范围的占空比调整,实现直流电机调速。
⒉二极管VD3,续流管,吸收电机绕组在断电瞬间产生的强烈的反电动势,保护三极管VT和555。
⒊二极管VD1,连同容量较大的电容C1一起,用于隔离或减轻电机绕组每次通电瞬间(特别是刚启动阶段)可能引起的电源电压跌落而对555振荡电路部分的供电造成的影响。对于供电能力不足、输出阻抗不够低的电源来说,尤其重要。这也是设计者的本意。电容C1容量再大些,例如470uF,会更好。
至于不少坛友说VD1是防电源反接的,只好反问一句,难道直流电机和驱动三极管一路就不需要防反接了吗?
若是非要为它再挖掘出一条作用的话,也还可以说,万一续流的VD3失手了,VD1可以避免555遭到反电动势的无情伤害。开玩笑了。


【学习笔记仅供参考,多动脑筋避免误导】


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2020-4-6 17:31:35 1 评论

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个人认为人家描述的粗枝大叶或未能猜出作者意图并不可耻,可耻的是判定别人在误导别人的主观臆测。
2020-4-7 13:31:24 评论

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解析的太详细了,谢谢了。
2020-4-7 17:51:00 评论

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2020-4-7 22:12:21 评论

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2020-4-17 21:04:03 评论

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2020-4-20 07:46:04 评论

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感谢楼主以及各位发烧友,学习了,❤️❤️
2020-4-22 12:58:45 评论

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