Широтно - импульсные регуляторы постоянного тока

ШИМ регулятор напряжения можно построить на основе двух  закольцованных  ждущих мультивибраторов, один из которых формирует очень короткий импульс фиксированной  длительности, а  второй  мультивибратор  с регулируемой задержкой, которая определяет длительность  открытого состояния полевого транзистора и, соответственно, эффективное значение напряжения нагрузки.

Такая схема приведена на рисунке. В качестве ждущих мультивибраторов используются половинки микросхемы К561АГ1. Схема очень проста  в реализации,  практически не требует настройки,  работает достаточно стабильно. Площадь радиатора и тип полевого транзистора полностью определяется параметрами нагрузки, в качестве которой могут быть как лампы накаливания, нагреватели так и коллекторные электродвигатели.

Недостаток схемы - управление выходным напряжением производится за счёт изменения сопротивления переменного резистора, а не  напряжения, что затрудняет использование  конструкции в качестве  составной части других устройств.

     Иногда возникает необходимость ступенчатой регулировки напряжения с помощью переключателя. Для этого хорошо подходит вторая схема, использующая генератор прямоугольных импульсов и счётчик - делитель.  Работа схемы

 происходит следующим образом: генератор  на двух логических элементах вырабатывает импульсы частотой несколько килогерц, которые поступают на счётный вход счётчика

  DD2

.  В нулевом состоянии

DD2

 на выводе 3 присутствует логическая  "1", что приводит к переключению триггера  на выходе, а на затворе полевого транзистора появляется постоянное напряжение 12 В, открывающее его. Если, например, переключатель

S1

 установлен  на вывод 10  счётчика, то  через  4 импульса  задающего генератора выходной триггер сбрасывается в ноль и транзистор запирается . Далее счётчик продолжает считать импульсы задающего генератора, и как только, на выводе 3  вновь появится "1" триггер опять сработает, а  транзистор откроется. На нагрузке будет присутствовать импульсное напряжение в виде меандра, а эффективное значение напряжения будет составлять около 6 В.   Если переключатель установлен на вывод 11 счётчика, то сброс триггера произойдёт перед  переполнением 

DD2 

и интервал  закрытого состояния полевого транзистора окажется очень коротким - на нагрузке будет напряжение, близкое к 12 В. Достоинство схемы - высокая стабильность характеристик, не зависящая от номинала используемых резисторов и конденсаторов.  В чистом виде такая схема почти не применяется,  но  её легко доработать для сопряжения  с компьютером  для программного регулирования напряжения на нагрузке или, используя дополнительный реверсивный счётчик,  регулировать напряжение с помощью сенсоров или возвратных кнопок