火車模型是我們每個人在童年時都玩過的有趣玩具。現在市場上有許多復雜而有吸引力的模型列車，但為其構建控制器的基本原理保持不變。我構建了一個模型列車控制器，它配備了使用PWM技術的加速和減速控制。還有正向反向按鈕來控制方向。

模型列車控制器電路：

控制器單元：

電源單元：

電路圖工作原理圖：

有關此討論，請參閱控制器單元電路。振蕩器的心臟是 U1A、R1-R5 和

C2。R1和R3將V1電源電壓分成兩半，其組合電阻為R1*R3/（R1+R3） = 50K。由于 R2 = 100K，當 U1A 的輸出從接地切換到 15 伏

（+V1） 時，U1A+ 和 R1、R2、R3 的結點從 5 伏切換到 10 伏。R5 開始為 C2 充電。當 C2 充電超過 10 伏時，U1A- 的輸入高于

U1A+。這會導致 U1A 的輸出切換到 0 伏。反過來，U1A+ 和 R1、R2、R3 的結點從 10 伏切換到 5 伏。R5開始放電C2。當 C2 放電低于

5 伏時，U1A- 的輸入低于 U1A+。

U1A 的輸出從 0 伏切換到 15 伏（+V1），U1A+ 的結點和 R1、R2、R3 從 5 伏切換到 10

伏。R5開始向C2充電，循環不斷重復。C2在+V11/3（5V）和+V12/3（10V）之間不斷上升和下降。真正酷的是，即使電源電壓+V1發生變化，該電路也會以相同的頻率振蕩！為列車控制器選擇的振蕩器頻率約為

50 Hz（20 mS 周期）。

選擇低頻是為了使電機電樞可以緩慢轉動，一次一段地以非常慢的速度進行控制。列車電機通常具有2 mS至5

mS的時間常數，因此PWM周期必須至少是其五到十倍才能具有良好的慢速控制。

速度控制單元：

U1B 用作比較器，提供 0% 至 100% PWM 輸出。R6、R7和R8構成電阻分壓器。請注意，R6和R8的電阻比電位計R10低7%。計算

15*（R7+R8）/（R6+R7+R8） = 15*19.1K/（28.2K） = 10.16 伏，全順時針（100%

ON），15R8/（R6+R7+R8） = 159.1/28.2 = 4.84 伏，完全逆時針（0% 關閉）。U1B- 輸入連接到 R5 和 C2

的結點，該結點在 5 到 10 伏之間上下斜坡。U1B+ 連接到電位計 R7 上的游標。

當振蕩器斜坡電壓低于游標基準電壓時，U1B的輸出變為高電平，而當振蕩器斜坡電壓高于游標基準電壓時，U1B的輸出為低電平。由于游標基準電壓可以設置為低于最低斜坡電壓，因此可實現

100% 導通時間。此外，由于游標基準電壓可以設置為高于最高斜坡電壓，因此可以設定為 0% 導通時間 （100% 關斷）。這不能用 555

計時器完成。所以OFF真的可以關閉，ON可以完全打開。

U1B 的輸出連接到開關為負載供電。在圖1中，輸出通過R10連接到Q1的柵極，Q44是一個IRLZ3

MOSFET晶體管。D11和R1保護Q12的柵極不被電壓過驅動。R1為Q4提供輕阻性負載，而D1保護Q《》免受感性負載和電壓尖峰的影響。

S1、R9 和 C3 為列車控制器提供 ACCEL/DECEL 功能。當開關 S1（加速/減速開/關）斷開時，R9 和 C3 導致 U1B+

輸入端的游標參考電壓隨著 R7 向上或向下調整而變化非常緩慢。這為模型鐵路列車提供了緩慢的加速或動量效應。由 R9 和 C3 設置的 ACCEL/DECAL

時間常數約為 30 秒。這是加速到全速或減速到停止所需的時間。開關 S2 是 DPDT 滑動開關，接線以提供正向/反極性功能。

上述電路設計用于雙通道、軌道或列車控制。但是，您可以擴展此電路以控制多達3個通道。為此，復制R6-R12、C3、U1B、D3-D4和Q1，請使用IC

LM324四通道運算放大器進行2或3通道。通道 2 指定 = U1C， R6=R13， R7=R14， R8=15， R9=R16， C3=C4，

R10=R17， R11=R18， D3=D5， R13=R19， D4=D6，Q1=Q2，S1=S3，S2=S4。這樣做，您將在項目中獲得額外的頻道。

電路板設計：

內置控制器：

控制器內部電路板

雙通道列車控制器

注意：

U1A+、R5、C2 最多可連接三個總速度控制裝置，以運行單獨的軌道環路功能。

T1 可能需要更高的額定功培來適應多個軌道和列車。