电阻分压的使用范围
利用串联电阻降压,是通过与负载串联的电阻,把剩余的电压通过所串联的电阻分担,使负载能够分得合适的工作电压。由于串联分压与电阻阻值是有关系的,所以串联电阻的变化,也会引起分得电压的变化,所以首先一点,通过串电阻分压的方式降压,是不能用在负载功率变化比较大的电路中的。
电阻分压时,剩余电压会加在串联的电阻上面,由于串联电路中电流是相等的,所以流过负载的电流与流过串联电阻的电流是相等的。根据电阻上的压降以及流过的电流,是可以计算出电阻上所产生的功耗的。电阻器包括电位器,除了电阻值这个参数之外,还有一个重要的参数就是功率,如果电阻上的功率超过了其额定功率,就会造成电阻快速温升甚至烧坏。
大功率的电阻,无论是从体积上考虑,还是成本考虑都是比较高的,并且电阻功率较大时也会产生热量,这部分热量对于负载的使用来讲是没有意义的。所以电阻分压这种降压方式,一般只适用于小功率并且功率基本恒定的电路中,比如指示灯的降压等。
如何控制电机调速
由于电阻分压只适用于小功率范围,使用电阻降压调速是不理想的。电机的调速根据电机类型的不同,会有不同的调速方法。以直流有刷电机为例,这种电机的调速通常采用降压的方式进行调速。对于模拟电路降压,通常是串联调压,数字电路可以使用PWM进行调速。PWM是对脉宽的控制,通过开关元件,实际上也是控制输出电压的有效值。
上面是一个非常简单的直流有刷电机调速电路,这是一个利用施密特触发器构成的PWM控制电路,芯片的型号是CD40106。这个电路的工作原理是:由N1及外围的元件构成的是一个占空比可调的多谐振荡器,电路通电的瞬间,由于N1的输入状态是不确定的,在这里假设是电平,低电平输入之后经过N1的反相输出高电平,高电平经过二极管D2、可调电阻VR1的一部分给电容C1充电;当电容上的电压上升,超过N1的正向触发阈值的时候,N1的输出状态就会发生翻转变为低电平,此时电容C1就会经过可变电阻的上半部分、二极管D1以及N1的输出进行放电。随着电容两端电压不断降低,当低于N1的负向电压触发阈值的时候,N1再次发生翻转。电路就会在电容C1不断充放电下维持振荡。振荡信号由N1输出之后,经过N2的整形及放大之后,会驱动三极管T1,控制输出电压。通过调整电位器VR1中心抽头的位置,就可以改变输出的脉宽,从而控制三极管调整输出电压,达到调速的目的。
这是一个比较简单的调速电路,实际的电机调速会负载一些,并且会加入一些检测及保护部分的电路,但是基本的工作原理是相似的。
所以,电阻分压无法直接控制电机的调速,它一般只适用于小功率的降压,但是可以使用定位器调压,作为控制信号的调整,作为最终输出电压的调整,实现电机的调速。