Circuito reductor continuo de 12 V de tensión inicial a tensión inferior

Question

¿Cómo diseño un circuito reductor que alcance los 12 V inicialmente, pero que luego baje el voltaje para un uso continuo hasta que se apague?

Tengo un solenoide de bloqueo de línea que requiere 12 V para activarse. El fabricante recomienda usarlo sólo durante 60 segundos cada vez. He aprendido que usted puede golpear un solenoide con 12 V para tirar de él cerrado pero entonces usted puede bajar el voltaje a decir 5 V para mantenerlo cerrado, aumentando grandemente el tiempo de funcionamiento antes de que consiga demasiado caliente.

Tengo conocimientos básicos de electrónica, sé leer planos y soy hábil con el soldador, o quizá haya alguna opción disponible que no encuentro. Sólo he encontrado circuitos reductores que siempre están al voltaje más bajo.

¿Sería seguro tener un circuito alimentando dos solenoides? Estoy planeando cablearlo como fuente de 12 V > interruptor de misiles > circuito reductor > ambos solenoides > conectados a tierra individualmente al chasis.

Answer 1

Su carga es un solenoide que facilita las cosas. PWM está bien cuando la frecuencia es lo suficientemente alta como para dar smoothish corriente a través de la inductancia de bobinado, pero no loco alto donde EMC y las pérdidas de conmutación será un problema. Puedes empezar con un ciclo de trabajo del 100% y terminar con un 40%. Hoy en día se usan micros para PWM de baja frecuencia. Claro que he usado analógico. Es fácil hacer digamos 1 kHz. No he tenido problemas de ruido audible con mis relés, si los tienes entonces 20 kHz no es gran cosa.

Answer 2

De dos maneras diferentes.

1. Acciona el solenoide a través de una resistencia puenteada con un condensador grande. La resistencia establece la corriente a largo plazo a través del solenoide mediante la creación de un divisor de tensión. La resistencia es el tramo en serie, y la resistencia de la bobina del solenoide es el tramo en derivación. Por ejemplo, con una bobina de 12 V, si la resistencia de la bobina es de 24 ohmios (para una corriente nominal de funcionamiento de 500 mA), una resistencia de 24 ohmios en serie con la bobina reducirá la corriente a 250 mA. La potencia disipada en la resistencia es de 1,5 W, así que utilice una resistencia de al menos 3 W.

A continuación, el condensador en paralelo con la resistencia. Inicialmente está completamente descargado, por lo que actúa como un cortocircuito a través de la resistencia, proporcionando los 500 mA a la bobina. A medida que se carga, el voltaje a través de él aumenta, reduciendo exponencialmente el voltaje de la bobina de 12 V a 6 V. Por lo tanto, cuanto mayor sea el condensador, mayor será la corriente que reciba la bobina. El tiempo que tarde la tensión de la bobina en disminuir a 6 V depende de ti. La resistencia y el condensador son una red R-C con una constante de tiempo. El voltaje a través de la resistencia aumentará de 0 V a 63% de 6 V en 1 constante de tiempo, 86% en dos constantes de tiempo, y 95% en tres constantes de tiempo. Más allá de esto, el cambio en la corriente de la bobina es muy pequeño.

Si elegimos 1 segundo como el tiempo durante el cual la tensión de la bobina cambia en un 95% (el inglés se complica un poco aquí), entonces 1 segundo equivale a tres constantes de tiempo:

R x C = 0,333

R = 24

Por lo tanto, C = 0,0139 F, o casi 14.000 uF.

Es mucho, pero no es terrible. Para probar si este enfoque funcionará con éxito o no, debe conocer la resistencia de la bobina. Para este ejemplo, yo empezaría con un condensador de 10.000 uF o 15.000 uF / 25 V y ver si el solenoide tira de forma fiable.

2. Una técnica similar, pero con un regulador de tensión. Aplicando la rampa R-C a la entrada de ajuste de un regulador de tensión lineal sencillo, el tamaño del condensador puede reducirse entre 10 y 100 veces. En este caso, el exceso de potencia se disipa en el transistor de paso del regulador en lugar de en una resistencia.

Suponiendo que el solenoide de 12 V funcione con 11 V, el regulador no tiene que ser muy complejo: 1 transistor de potencia, 1 condensador, 2 resistencias. Sin 555, sin Arduino, sin receptor GPS, sin condensadores de desacoplamiento, sin supresión de patada inductiva (pulso flyback), sin ruido de RF.

a) ¿Cuántos circuitos piensa construir?

b) ¿Dónde se encuentra?

c) Tienes que saber la resistencia de la bobina.