ШИМ-контроллер для устройств 12В, управление устройств при работе от постоянного напряжения с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) является постоянной темой электронных разработок. Причина в относительной простоте, но, прежде всего, в значительных преимуществах над контролем напряжения. ШИМ-контроллер для устройств 12В имеет более высокий КПД, что особенно благоприятно сказывается при питании от батареи. В элементе управления практически отсутствуют потери мощности, как при линейном управлении, а в случае управления скоростью двигателя применимые скорости почти нулевые со значительно более высоким крутящим моментом. Принципиальная схема такого простого ШИМ-контроллера показана на рисунке.
Основой схемы является четырех каскадный операционный усилитель LM324 (IC1). Схема питается от +12В через разъем К2. Операционный усилитель IC1C создает искусственную точку напряжения питания. Усилители IC1A и IC1D формируют сигнал треугольной формы. Компаратор с IC1B сравнивает напряжение от генератора (выход 14 IC1D) с напряжением постоянного тока от потенциометра P1.
Выходной сигнал имеет прямоугольную форму с переменным чередованием. Это переключает MOSFET-транзистор T1, подключенный в цепь нагрузки. Здесь нагрузка подключается к разъему К1. Резисторы R6 и R7 определяют диапазон скоростей регулировке потенциометром P1 и, следовательно, диапазон регулируемой мощности. Контроллер выполнен на небольшой двусторонней печатной плате размером 25х60 мм. Расположение компонентов на печатной плате, а также разводка показана на рисунке. Схема ШИМ-контроллер для устройств 12В содержит минимальное количество компонентов, поэтому после монтажа конструкция запускается сразу при заведомо исправных компонентах.
Несмотря на свою простоту, описанный контроллер будет хорошо работать при управлении освещением или скоростью небольших двигателей постоянного тока. Однако благодаря силовому транзистору IRFZ44 коммутируемый ток может составлять порядка десятков А. В этом случае, нужно, поместите транзистор T1 на соответствующий радиатор. Его можно расположить на задней стороне печатной платы, в этом случае не должно возникнуть каких-либо проблем. Всем спасибо за уделенное время.