РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ВЕНТИЛЯТОРА ПЕЧКИ

Выхин М.

Отопитель автомобиля состоит из жид­костного радиатора, через который протекает горячая охлаждающая жидкость (тосол, анти­фриз), и вентилятора, который прогоняет воздух, поступающий извне через этот ради­атор, и в салон. Регулируется печка двумя органами, - краником, который изменяет напор жидкости, протекающей через радиа­тор печки, и переключателем, регулирующим скорость вращения  вентилятора.   В большинстве отечественных автомобилей последний пункт оставляет желать лучшего. «Жигулевский» вентилятор печки - «агрегат» шумный и занудный. При работе зачастую издает звук, сравнимый со звуком старого отечественного пылесоса «Буран». А поло­жений регулировки всего-то три. Например, у даже весьма современного по отечествен­ным меркам автомобиля ВАЗ-2110, вентиля­тор печки даже на минимальном положении работает слишком производительно и шу­мно. И уменьшить его частоту вращения никак не возможно, даже в автоматическом режиме его частота вращения не снижается, а просто происходит периодическое выключение (как у холодильника). Тем не менее, вентилятор - обычный коллекторный двигатель постоянного тока, и орга­низовать плавную регули­ровку его частоты вра­щения в достаточно ши­роких пределах совсем несложно, если исполь­зовать широтноимпульсный модулятор тока, протекающего через него.

Идея в том, чтобы управлять вентилятором не при помощи переклю­чателя, а установив вместо него (или вместе с ним) переменный резистор с выключате­лем. Регулировка будет плавная от макси­мальной скорости вращения вентилятора до некоторой минимальной, а при дальнейшем повороте ручки переменного резистора в сторону уменьшения питание мотора венти­лятора печки будет полностью выключаться. В общем, все по привычному алгоритму регулировки громкости с выключением, только вместо громкости - регулировка вентилятора (впрочем, и о громкости - актуально, учитывая рев с которым работает вентилятор на больших оборотах).

Принципиальная схема показана на рисунке в тексте. Импульсы, широту которых можно регулировать переменным резистором, гене­рирует мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы К561ЛН2. Здесь желатель­но использовать именно К561ЛН2, а не инверторы, например, микросхем К561ЛА7, К561ЛЕ5, потому что выходы инверторов К561ЛН2 наиболее мощные, к тому же их не четыре, а шесть. Это позволяет собрать мультивибратор на двух элементах, а на оставшихся шести сделать мощный буфер, -драйвер мощного полевого ключевого тран­зистора VT1. Как известно, главная проблема мощных ключевых полевых транзисторов в большой емкости затвора. Статически, сопротивление их затвора весьма высоко (стремится к бесконечности), но реально, имеется очень существенная емкость затвор-исток, создающая значительный бросок тока в момент подачи на затвор высокого логи­ческого уровня. Вот поэтому здесь и нужен умощненный буферный каскад, способный поглотить этот бросок тока.

Частота импульсов около 15 кГц, она зави­сит от емкости конденсатора С1 и половины сопротивления R1. При   регулировке   R1 частота почти не меняется, но меняется скважность импульсов, потому что изменя­ется сопротивление заряда и разряда кон­денсатора С1. А диоды VD1 и VD2 коммути­руют части сопротивления для разных полуволн. Максимальная частота вращения вентилятора будет при нижнем (по схеме) положении R1. При этом, длительность нулевого перепада на затворе VT1 будет ми­нимальная, а вот длительность единичного перепада - максимальная. Резистор R3 здесь нужен только для того чтобы не нарушать режим работы элемента D1.1, не допуская опасного для него состояния.

Минимальная частота вращения вентиля­тора при верхнем (по схеме) положении R1. При этом подбором сопротивления R2 нужно в процессе налаживания выбрать такую ми­нимальную скорость вращения, при которой еще вентилятор работает без перебоев и остановок. Этот подбор делают примени­тельно к конкретному электродвигателю, конкретного автомобиля. В результате, сопротивление R2 может получиться существенно отличающимся от того что указано на схеме.

Здесь используется резистор R1 с выключа­телем на одном валу. Его нужно подключить так, чтобы выключатель (SR1) выключался при повороте в крайнее верхнее (по схеме) положение R1. То есть, - меньше минимума. При повороте R1 в выключенное состояние SR1 размыкается и на соединенные вместе входы элементов D1.3-D1.6 поступает напря­жение единицы через R4. На соединенных вместе выходах D1.3-D1.6 будет ноль. Тран­зистор VT1 будет закрыт, и вентилятор М1 окажется выключенным. При этом мульти­вибратор D1.1-D1.2 продолжит генерировать короткие положительные импульсы, но это никак не сказывается на работе схемы. Хотя, по-хорошему, имело бы смысл выключа­телем SR1 отключать от питания вентиля­тор. Но вентилятор потребляет значитель­ный ток, а контакты выключателя на оси ре­зистора слабые, они просто подгорят, поэто­му в качестве полного выключателя венти­лятора используется тот же транзистор VT1, что и для модуляции тока через него.

Чтобы включить вентилятор печки повора­чиваем R1 из выключенного положения. Контакты SR1 замыкаются и на затвор VT1 будут поступать импульсы, скважность которых соответствует минимальной частоте вращения вентилятора (предварительно за­дано подбором сопротивления R2). При дальнейшем повороте R1 скважность импульсов, поступающих на затвор VT1 бу­дет возрастать согласно углу поворота вала переменного резистора. Соответственно будет увеличиваться и частота вращения вентилятора, так как эффективное значение тока через него увеличивается.