....Давно хотел разработать схему накала на свечу от 12В, что бы она была надёжная, легко повторяемая, и на микросхеме таймера NE555. Но по прошествию времени, всё ни как руки не доходили. Но тут мне в руки попала заводская стартовая панель, и я обнаружил, в ней как раз такую схему какую планировал разработать. Она собрана на таймере NE555, выходным каскадом является мощный полевой транзистор. Я срисовал схему, разработал свою печатную плату, собрал и как ни странно, устройство заработало, причём работало так же, как заводской вариант.
Описание схемы
....Схема накала - скачать архив (11 кБ)
....Схема представляет собой ШИМ-регулятор тока. Генератор ШИМ импульсов, собран на микросхеме NE555, и через инвертор VT2, управляет мощным выходным транзистором VT1. Частота ШИМ регулируется переменным сопротивлением VR1. Сопротивлением VR2, настраивается диапазон регулировки.
....В схеме есть функция автоматического отключения схемы при отсутствии свечи на клеммах. Эта функция собрана на транзисторе VT3. Если свеча не подключена, то на базу транзистора VT3 ничего не подается, и он закрыт. Соответственно +Uпит = 0В. И схема ничего не потребляет, поэтому на стартовых панелях нет общего выключателя питания. Но если подключить свечу, то на базу транзистора VT3, по цепи VD1, спираль свечи, R6, VD2, приходит положительный потенциал. Транзистор открывается и подаёт питание на основную схему генератора импульсов. Uпит примерно равно 9В. Генератор сразу начинает вырабатывать прямоугольные импульсы, и подавать их на затвор VT1. Свеча PLUG начинает светиться. Также импульсы попадаются на базу VT3, транзистор начинает работать в импульсном режиме, но т.к. стоит конденсатор C1, эти импульсы сглаживаются.
....Ток свечи контролируется по индикатору PA1. Дело в том, что по проводам на свечу идёт ток 1,3А, а не 3,5А, как мы все привыкли. Это происходит, потому что на свечу идёт напряжение не 1,5В, а 12В, только импульсами. Поэтому, если подключить нормальный амперметр, в цепь свечи, то амперметр, покажет ток 1,3А. Для того, что бы правильно контролировать ток свечи, подключают миллиамперметр параллельно мощному сопротивлению R2, которое включено в разрыв измеряемой цепи. Фактически, миллиамперметр показывает не ток, а падение напряжения на сопротивлении R2, но т.к. шкала миллиамперметра разградуированна на амперы, то миллиамперметр показывает ток. Сопротивлением резистора R1 калибруют показание миллиамперметра так, что бы при нормальном свечении свечи, стрелка показывала ток 3,5А, хотя на самом деле, ток 1,3А. От сюда следует, что вся схема по 12 В, при нормальном свечении спирали свечи, потребляет ток примерно 1,3А.
Сборка
....Сборку начинают с изготовления печатной платы, установкой всех деталей. Чертёж печатной платы разработан в программе Sprint Layout 4.0.
....Чертеж печатной платы - скачать архив (15 кБ)
....Выходной транзистор VT1, нужно поставить на радиатор размерами, примерно 30мм х 30мм х 30мм. Сопротивления R2 и R2`, ставятся один над другим. На проводниках подпаивается переменное сопротивление VR1, которое в последствии выносится на наружную панель стартовой панели. Сопротивление VR2 подстроечное и остаётся на плате. Подпаяйте провода питания, таким сечением из расчёта, что по ним будет идти ток около 1,3А. Так же подпаяйте провода, которые будут идти на свечу. Сечение их можно взять больше, для того, чтобы была механическая прочность, что бы в самый ответственный момент их не повредить.
....Индикатор РА1 и сопротивление R1 пока не впаивайте, их впаивают при настройки.
Детали
....Микросхему NE555 можно заменить на российский аналог КР1006ВИ1. Транзистор VT1 (IRFZ44N), можно заменить на IRFZ46N, IRFZ48N, IRF1010N, IRL2203N; VT2 (TKC8050) - можно поставить любой кремниевый n-p-n, я ставил КТ3102; VT3 не подбирал, но по идее подойдёт любой подобный; VD1 - любой кремниевый диод на 3А и более; VD2, VD3 - любые, кремниевые например КД522; КД521; R2 и R2` - проволочные сопротивления на 5 Ватт. Остальные резисторы любого типа, мощностью 0,125 - 0,25 Ватт. Индикатор PA1, взят от старого советского магнитофона "Комета".
....Можно взять любой подобный от другого магнитофона, благо их в советские времена выпускали не мало. Например, можно взять от магнитофонов "Вега", "Томь" и т.д. Индикатор нужно разобрать и разградуировать шкалу от 0 до 5А. Но что бы не разбирать, есть другой выход. Все эти индикаторы от магнитофонов, всегда показывают уровень звукового сигнала в децибелах (db). Шкала на них разградуированна так: примерно больше половины чёрная зона "-", а следующая половина красная "+", между ними 0 db.
....Я думаю, что можно ничего не градуировать, ведь нам не обязательно знать точно ток, нам нужно знать условно, все знают, что он примерно 3,5 А. Поэтому, при настройке показания индикатора, при нормальном свечении спирали, стрелку нужно настроить на показания 0 децибел, это и будет соответствовать току 3,5 А. Если уходит в красную зону, то горячее, если в чёрную, то холоднее.
Настройка
....Перед первым включением, вместо свечи подключите сопротивление 10 - 30 Ом, мощностью 2 Вт или более. Так же установите сопротивление VR1 и VR2 в среднее положение. Проверьте, всё ещё раз, если всё правильно, то можно подавать питание. Сразу замерьте, относительно минуса, напряжение Uпит., оно должно быть примерно 9В. Если 9В есть, проверьте присутствие генерации импульсов.
....Проверять можно не обязательно осциллографом, можно взять высокоомные наушники (2-3 кОма) и относительно минуса подключить их к 3 ноге DD1, должен быть отчётливо слышен писк, если писк есть, то послушайте на стоке (D) VT1, причём писк должен изменяться, если крутить сопротивление VR1, проверьте это. Если всё нормально, то приступайте к следующей стадии настройки.
....Если у вас не оказалось, высокоомных наушников, то можно взять наушники от плеера, но подключать их нужно, через конденсатор примерно 2 мкФ. Но с этими наушниками сигнал будет слышен на много тише, чем с высокоомными.
....Теперь, можно подключать свечу. Для страховки, установите VR1, в верхнее по схеме положение, на минимум (MIN). При подаче питания свеча пока светиться не будет. Начинайте по немного крутить сопротивление VR1, в сторону максимума (MAX), и следите за свечой. Крутите до тех пор, пока свеча не начнёт светиться нормальным жёлтым цветом. Если докрутили до нижнего положения и свеча не светиться, или светиться очень тускло, то подстройте сопротивление VR2, так что бы свеча светилась нормально.
....После этого, можно приступать к настройке показания индикатора PA1. Подпаяйте на проводниках индикатор, но вместо сопротивления R1, временно подпаяйте переменное сопротивление примерно 1 кОм. Подайте питание, и этим сопротивлением, при нормальном свечении свечи, настройте индикатор на показание примерно 3,5А или 0 децибел. Замерьте получившееся сопротивление и впаяйте на место него постоянное. На этом настройка завершена.
Примечание
....Схема тестировалась на свечах КС 1,5V, и НЕ испытывалась на свечах которые рассчитаны на напряжение 2В.
Из личного опыта
....Если будете использовать импортные, горячие свечи, то им требуется меньший ток, поэтому при подключении незнакомой свечи, заранее проверяйте, убавив перед проверкой ток.
