您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 行业资料 > 冶金工业 > NE555PWM脉宽调制电路分析与实验
NE555PWM脉宽调制电路PWM称之为脉冲宽度调制信号,利用脉冲的宽度来调整亮度,也可用来控制DC马达。PWM脉冲宽度调制信号的基本频率至少约400HZ-10KHZ,当调整LED的明或暗时,这个基本的频率不可变动,而是改变这个频率上方波的宽度,宽度越宽则越亮、宽度越窄则越暗。PWM是控制LED的点亮时间,而不是改变输出的电压来控制亮度。图1-5PWM脉宽调制图片以下为PWM工作原理:reset接脚被连接到+V,因此它对电路没有作用。当电路通电时,Pin2(触发点)接脚是低电位,因为电容器C1开始放电。这开始振荡器的周期,造成第3接脚到高电位。当第3接脚到高电位时,电容器C1开始通过R1和对二极管D2充电。当在C1的电压到达+V的2/3时启动接脚6,造成输出接脚(Pin3)跟放电接脚(Pin7)成低电位。当第3接脚到低电位,电容器C1起动通过R1和D1的放电。当在C1的电压下跌到+V的1/3以下,输出接脚(Pin3)和放电接脚(Pin7)接脚到高电位并使电路周期重复。Pin5并没有被外在电压作输入使用,因此它与0.01uF电容器相接。电容器C1通过R1及二极管,二极管一边为放电一边为充电。充电和放电电阻总和是相同的,因此输出信号的周期是恒定的。工作区间仅随R1做变化。PWM信号的整体频率在这电路上取决于R1和C1的数值。公式:频率(Hz)=1.44/(R1*C1)利用555定时器实现宽范围脉宽调制器(PWM)脉宽调制器(PWM)常常用在开关电源(稳压)中,要使开关电源稳压范围宽(即输入电压范围大),可利用555定时器构成宽范围PWM。仅需把一个二极管和电位计添加到异步模式运转的555定时器上,就产生了一个带有可调效率系数为1%到99%的脉宽调制器(图1)。它的应用包括高功率开关驱动的电动机速度控制。图1:在555定时器电路中增加一个二极管和电位计可构成一个宽范围PWM。/TD这个电路的输出可以驱动MOSFET去控制通过电动机的电流,达到平滑控制电动机速度90%左右。这也应用于灯光的控制,灯光的强度可得以有效控制。另一个应用是在开关式电源。PWM调整允许一个可变的输出电压。可通过555定时器(5个引脚)VC终端的反馈来调节电压。一个超过调节阈值限制的输出电压将提前结束基于周期循环的PWM信号,以维持输出电压的稳定。微处理器可以通过数字电位计直接调节PWM去控制电动机速度、灯光强度或者电源输出电压。对于周期因子(DF):其中,而a是终端2和终端1之间电阻与终端3和终端1之间电阻的比值。选R3=R1,R2=100×R1,这时DF为1%至99%。如上所述,数字电位计可以代替R2。通过的电流有限是在该应用中使用数字电位计的主要约束。对于一个100kΩ的数字电位计,R1和R3可以达到1kΩ,则峰值电流为5mA。标准二极管可在递减线性下当作D来使用。对于理想的二极管,k=0.693,则有:DF和α之间为线性关系。图2显示了当α变化时VOUT的波形。图2:这三个波形显示了VOUT如何随α变化而变化。作者:HenrySantana,KavlicoCorp.由555芯片组成的脉宽调制(PWM)电路3.2PWM波产生模块(1)NE555内部结构原理图3.2NE555引脚图图3.3NE555内部结构图555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中,1脚为接地端;2脚为低电平触发端,由此输入低电平触发脉冲;6脚为高电平触发端,由此输入高电平触发脉冲;4脚为复位端,输入负脉冲(或使其电压低于0.7V)可使555定时器直接复位;5脚为电压控制端,在此端外加电压可以改变比较器的参考电压,不用时,经0.01uF的电容接地,以防止引入干扰;7脚为放电端,555定时器输出低电平时,放电晶体管TD导通,外接电容元件通过TD放电;3脚为输出端,输出高电压约低于电源电压1V—3V,输出电流可达200mA,因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等;8脚为电源端,可在5V—18V范围内使用。(2)555定时器工作时过程分析如下:5脚经0.01uF电容接地,比较器C1和C2的比较电压为:UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。当VI1>2/3VCC,VI2>1/3VCC时,比较器C1输出低电平,比较器C2输出高电平,基本RS触发器置0,G3输出高电平,放电三极管TD导通,定时器输出低电平。当VI1<2/3VCC,VI2>1/3VCC时,比较器C1输出高电平,比较器C2输出高电平,基本RS触发器保持原状态不变,555定时器输出状态保持不来。当VI1>2/3VCC,VI2<1/3VCC时,比较器C1输出低电平,比较器C2输出低电平,基本RS触发器两端都被置1,G3输出低电平,放电三极管TD截止,定时器输出高电平。当VI1<2/3VCC,VI2<1/3VCC时,比较器C1输出高电平,比较器C2输出低电平,基本RS触发器置1,G3输出低电平,放电三极管TD截止,定时器输出高电平。(3)PWM波产生原理图1所示电路形式,电路利用D1,D2单向导电特性将电容器C充,放电回路分开,再加上电位器调节,变构成了占空比可调的多谐振荡器。图中,Vcc通过RA,D1向电容充电,充电的时间为CRAtPH*7.0电容器C通过D2,RB及555中的BJT放电,放电时间为CRBtPL*7.0因而,振荡频率为CRBRAtPLtPHf*)/(43.1)/(1可见,这种振荡器输出波形的占空比为%100*))/((0(%RBRARAq图3.4图3.4占空比可调的方波发生器电路图图3.5电位器调到10%时的输出波形,此波形接近直流,此时,0tPL图3.6图3.6为电位器100%时输出波形
本文标题:NE555PWM脉宽调制电路分析与实验
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5133893 .html