如何构建一个简单而逼真的模型列车控制器电路

在这篇文章中，我们将学习如何构建一个简单而逼真的模型列车控制器电路，它可以与现有机动列车系统的轨道集成，并用于控制其速度、加速度、减速和原始效果。

电路的工作原理

列车控制器示意图如图所示。下文1段。如图所示，为占空比为400：1占空比和频率为40 Hz的非稳态多谐振荡器（振荡器）设置了555定时器（U1）。

该频率减少了列车前照灯的闪烁，但使电机电枢可以脉冲，以便能够逐渐切换以进行爬行和慢速控制。一旦为电路供电，它就会对电容器C1 放电，可以看到该电容器连接到 U1 的引脚 6。用于分流的IC555输出保持低电平。电容C1通过R1和R2开始充电，并逐渐向正电源电平移动。

一旦 C1 两端的电荷扩展到正电源的 2/3 左右，引脚 3 上的 U1 555 输出就会变为高电平。

此时，C1开始通过R2放电。当C1内部的电荷下降到电源电压的约1/3时，U1 555输出将返回到低逻辑状态，只要电源保持连接到电路，这个高/低转换周期就会继续重复。

当 U1 555 输出变为低电平时，C3 通过 U1 引脚 3晶体管Q2 放电。接下来，一旦U1引脚3变为高电平，C3现在通过电流源充电，电流源包括二极管D1、D2、电阻R3、R4和晶体管Q1。

电容C3两端的重复充电/放电会产生一串脉冲，这些脉冲被施加到U2a和U2b的反相输入端，U2a和U2b是IC LM358双通道运算放大器的运算放大器。

几个电阻分压器电路（包括电阻R7、R8和R9）以及电阻R10、R11、R12建立基准电压，该基准电压提供给U1a和U1b的同相引脚3和引脚5输入。可变电阻或电位器控制R9和R12用于在U1a和U1b的5%至10%之间调节低直流占空比。

调节电位器以确保列车前灯最佳照明，但列车电机上的嗡嗡声最小。电位计R3 用于在油门调整设置为最大值时将 C3 斜坡速率设置为 100% 占空比。DPST开关（S1a snd S1b）被集成在电路中，以将R3 / C4和R4 / C5包含在电路中。

由电阻和电容R5/C4和R6/C5组成的网络迫使引入U2a和U2b同相输入的基准电压在油门向上翻转和向下移动时非常缓慢地切换。由于这种动作，列车运动的行为就好像它在刚刚启动或停止时试图抵消高水平的惯性。

当ACL/DCL按钮关闭时，与R5和R6相比，油门分配器电阻网络往往要小得多，因此施加在C4，C5上的参考电压会根据新的节气门设置“快速”调整。这样可以在操作模型列车时避免可能的事故或脱轨。

模型列车输出电机控制器包含电阻R13至R15，晶体管Q3和Q4用于激励输出“A;”和电阻R17至R20，以及晶体管Q5和Q6，用于激励输出“B”。

包括R13/R16/Q3和R17/R20/Q5在内的器件配置为将Q4和Q6输出驱动电流分别限制在3安培左右。电阻R14/R15和R18/R19分别在达到过压之前用于冷杉偏置和开关Q4和Q5，以阻止对输出驱动晶体管的任何损害，并中和感性电机负载释放的反电动势瞬变。

电源

电源配置为为模型铁轨提供 18 伏电压，这是从 C6 上的点获得的。稳压器U3是IC 78L09 9 V，100 mA稳压器，配置为为控制电路（包括运算放大器，晶体管等）提供所需的9 V稳压电源。