如何構建一個簡單而逼真的模型列車控制器電路

在這篇文章中，我們將學習如何構建一個簡單而逼真的模型列車控制器電路，它可以與現有機動列車系統的軌道集成，并用于控制其速度、加速度、減速和原始效果。

電路的工作原理

列車控制器示意圖如圖所示。下文1段。如圖所示，為占空比為400：1占空比和頻率為40 Hz的非穩態多諧振蕩器（振蕩器）設置了555定時器（U1）。

該頻率減少了列車前照燈的閃爍，但使電機電樞可以脈沖，以便能夠逐漸切換以進行爬行和慢速控制。一旦為電路供電，它就會對電容器 C1 放電，可以看到該電容器連接到 U1 的引腳 6。用于分流的IC 555輸出保持低電平。電容C1通過R1和R2開始充電，并逐漸向正電源電平移動。

一旦 C1 兩端的電荷擴展到正電源的 2/3 左右，引腳 3 上的 U1 555 輸出就會變為高電平。

此時，C1開始通過R2放電。當C1內部的電荷下降到電源電壓的約1/3時，U1 555輸出將返回到低邏輯狀態，只要電源保持連接到電路，這個高/低轉換周期就會繼續重復。

當 U1 555 輸出變為低電平時，C3 通過 U1 引腳 3 晶體管 Q2 放電。接下來，一旦U1引腳3變為高電平，C3現在通過電流源充電，電流源包括二極管D1、D2、電阻R3、R4和晶體管Q1。

電容C3兩端的重復充電/放電會產生一串脈沖，這些脈沖被施加到U2a和U2b的反相輸入端，U2a和U2b是IC LM358雙通道運算放大器的運算放大器。

幾個電阻分壓器電路（包括電阻R7、R8和R9）以及電阻R10、R11、R12建立基準電壓，該基準電壓提供給U1a和U1b的同相引腳3和引腳5輸入?？勺冸娮杌?a target="_blank">電位器控制R9和R12用于在U1a和U1b的5%至10%之間調節低直流占空比。

調節電位器以確保列車前燈最佳照明，但列車電機上的嗡嗡聲最小。電位計R3 用于在油門調整設置為最大值時將 C3 斜坡速率設置為 100% 占空比。DPST開關（S1a snd S1b）被集成在電路中，以將R3 / C4和R4 / C5包含在電路中。

由電阻和電容R5/C4和R6/C5組成的網絡迫使引入U2a和U2b同相輸入的基準電壓在油門向上翻轉和向下移動時非常緩慢地切換。由于這種動作，列車運動的行為就好像它在剛剛啟動或停止時試圖抵消高水平的慣性。

當ACL/DCL按鈕關閉時，與R5和R6相比，油門分配器電阻網絡往往要小得多，因此施加在C4，C5上的參考電壓會根據新的節氣門設置“快速”調整。這樣可以在操作模型列車時避免可能的事故或脫軌。

模型列車輸出電機控制器包含電阻R13至R15，晶體管Q3和Q4用于激勵輸出“A;”和電阻R17至R20，以及晶體管Q5和Q6，用于激勵輸出“B”。

包括R13/R16/Q3和R17/R20/Q5在內的器件配置為將Q4和Q6輸出驅動電流分別限制在3安培左右。電阻R14/R15和R18/R19分別在達到過壓之前用于冷杉偏置和開關Q4和Q5，以阻止對輸出驅動晶體管的任何損害，并中和感性電機負載釋放的反電動勢瞬變。

電源

電源配置為為模型鐵軌提供 18 伏電壓，這是從 C6 上的點獲得的。穩壓器U3是IC 78L09 9 V，100 mA穩壓器，配置為為控制電路（包括運算放大器，晶體管等）提供所需的9 V穩壓電源。