Kuinka luoda PWM IC 555: n avulla (2 tutkittua menetelmää)

IC 555 on erittäin hyödyllinen ja monipuolinen laite, jota voidaan käyttää konfiguroimaan monia hyödyllisiä piirejä elektroniikan alalla. Yksi tämän IC: n erittäin hyödyllinen piirre on sen kyky tuottaa PWM-pulsseja, jotka voidaan mitoittaa tai käsitellä sovelluksen tai piirin tarpeiden mukaan.

Mikä on PWM

PWM tarkoittaa pulssinleveyden modulointia, prosessia, johon kuuluu pulssinleveyksien säätö tai ON / OFF-jaksot tai loogiset lähdöt, jotka on luotu tietystä lähteestä, kuten oskillaattoripiiristä tai mikro-ohjaimesta.

Pohjimmiltaan PWM: ää käytetään mitoittamaan tai leikkaamaan tietyn kuorman lähtöjännite tai teho yksilöllisten tai sovellusvaatimusten mukaisesti.

Se on digitaalinen tapa hallita tehoa ja on tehokkaampi kuin analogiset tai lineaariset menetelmät.
On monia esimerkkejä, jotka kuvaavat PWM: n tehokasta käyttöä annettujen parametrien hallitsemisessa.

Sitä käytetään DC-moottoreiden nopeuden säätämiseen, inverttereissä AC-lähdön RMS: n tai varten tuottaa modifioituja siniaaltoulostuloja .

Se näkyy myös SMPS-virtalähteissä lähtöjännitteen säätämiseksi tarkalle tasolle.
Sitä käytetään myös LED-ohjainpiireissä LED-himmennyksen mahdollistamiseksi.

Sitä käytetään laajalti buck / boost-topologioissa vähennettyjen tai nostettujen jännitteiden johtamiseen ilman isoja muuntajia.

Joten sitä voidaan pohjimmiltaan käyttää ulostuloparametrin räätälöintiin omien mieltymystemme mukaisesti.

Onko niin monia mielenkiintoisia sovellusvaihtoehtoja, tarkoittaakö se, että menetelmä voi olla liian monimutkainen tai kallis määrittää?

Vastaus on ehdottomasti, ei. Itse asiassa se voidaan toteuttaa hyvin yksinkertaisesti yhdellä LM555-IC: llä.

Periaatteessa on kaksi menetelmää, joiden avulla IC 555: tä voidaan käyttää pulssinleveyden modulointilähdön muodostamiseen. Ensimmäisessä menetelmässä käytetään vain yhtä IC 555: tä ja muutamia siihen liittyviä osia, kuten diodit, potentiometri ja kondensaattori. Toinen menetelmä on käyttämällä vakiomonostabiilia IC 555 -konfiguraatiota ja käyttämällä ulkoista modulointisignaalia.

IC 555 PWM diodien avulla

Ensimmäinen menetelmä on yksinkertaisin ja tehokas, jossa käytetään alla olevaa kokoonpanoa:

Videoesittely

Edellä esitetyn kahden diodin IC 555 PWM -piirin toiminta on melko yksinkertaista. Se on itse asiassa a vakiomuotoinen vakaa multivibraattorirakenne lukuun ottamatta ulostulon itsenäistä ON / OFF-ajan ohjausta.

Kuten tiedämme, että IC 555 PWM -piirin ON-aika määräytyy sen ajan mukaan, jonka kondensaattori tarvitsee latautumaan 2/3-Vcc-tasolla tapin # 7 vastuksen kautta, ja OFF-aika määräytyy kondensaattorin purkautumisajan alle 1/3 Vcc itse tapin # 7 kautta.

Edellä mainitussa yksinkertaisessa PWM-piirissä nämä kaksi parametria voidaan asettaa tai kiinnittää itsenäisesti potentiometrin ja parin haarautuvan diodin kautta.

Vasemmanpuoleinen diodi, jonka katodi on kytketty tapiin # 7, erottaa POIS-ajan, kun taas oikeanpuoleinen diodi, jonka anodi on kytketty tapiin # 7, erottaa IC-lähdön ON-ajan.

Kun potentiometri liukusäädin on enemmän kohti vasemmanpuoleista diodia, se aiheuttaa purkautumisajan lyhenemisen johtuen pienemmästä vastuksesta kondensaattorin purkautumisreitillä. Tämä johtaa IC-PWM: n ON-ajan pitenemiseen ja OFF-ajan lyhenemiseen.

Kääntäen, kun potin liukusäädin on enemmän kohti oikeanpuoleista diodia, se aiheuttaa ON-ajan lyhenemisen johtuen potin vastuksen laskemisesta kondensaattorin lataustielle. Tämä johtaa IC-ulostulojen PWM: ien OFF-jakson kasvuun ja vähenemiseen ON-jaksoissa.

2) IC 555 PWM käyttäen ulkoista modulointia

Toinen menetelmä on hieman monimutkainen kuin yllä, ja vaatii ulkoisen vaihtelevan DC: n IC: n tapissa # 5 (ohjaustulo) suhteellisesti vaihtelevan pulssinleveyden toteuttamiseksi IC-ulostulossa.

Opitaan seuraava yksinkertainen piirin kokoonpano:

IC 555 Pinout

Kaavio näyttää IC 555: n kytkettynä helposti monostabiilissa multivibraattoritilassa. Tiedämme, että tässä tilassa IC kykenee generoimaan positiivisen pulssin tapissa # 3 vastauksena jokaiseen negatiiviseen liipaisimeen tapissaan # 2.

Pulssi nastalla 3 ylläpitää jonkin ennalta määrätyn ajanjakson Ra: n ja C: n arvoista riippuen. Voimme myös nähdä tappi # 2 ja nasta # 5, jotka on osoitettu kello- ja modulointituloksi vastaavasti.

Lähtö otetaan sirun tavallisesta tapista # 3.

Yllä olevassa suoraviivaisessa kokoonpanossa IC 555 on kaikki asetettu tarvittavien PWM-pulssien tuottamiseen, se vaatii vain neliöaaltopulssin tai kellotulon nastassaan # 2, joka määrittää lähtötaajuuden, ja muuttuvan jännitesyötön nastassa # 5. jonka amplitudi tai jännitetaso päättää pulssin leveyden mitat lähdössä.

Pulssit tappi # 2 generoivat vastaavasti vuorotellen kolmion aaltoja IC: n tapissa # 6/7, joiden leveys määräytyy RA- ja C-ajastuskomponenttien avulla.

Tätä kolmion aaltoa verrataan tapaan # 5 käytetyn jännitteen hetkelliseen mittaukseen PWM-pulssien mitoittamiseksi tapin # 3 ulostulossa.

Yksinkertaisin sanoin meidän on vain toimitettava pulssijohto tapilla # 2 ja vaihteleva jännite tapilla # 5 vaadittujen PWM-pulssien saavuttamiseksi IC: n tapissa # 3.

Jännitteen amplitudi tapilla # 5 on suoraan vastuussa siitä, että lähtö PWM-pulsseista tehdään vahvempia tai heikompia tai yksinkertaisesti paksumpia tai ohuempia.

Modulaatiojännite voi olla hyvin matalan virtasignaali, mutta se antaisi halutut tulokset.

Oletetaan esimerkiksi, että käytämme 50 Hz: n neliöaaltoa nastassa # 2 ja vakiona 12 V: n nastassa # 5, tulos ulostulossa näyttää PWM: t, joiden RMS on 12 V ja taajuus 50 Hz.

RMS: n pienentämiseksi meidän on vain laskettava jännitettä tapissa # 5. Jos vaihdamme sitä, tuloksena on vaihteleva PWM ja vaihtelevat RMS-arvot.

Jos tätä vaihtelevaa RMS-arvoa sovelletaan mosfet-ohjaimen vaiheeseen ulostulossa, kaikki mosfetin tukemat kuormat vastaavat myös vastaavasti vaihtelevilla korkeilla ja matalilla tuloksilla.

Jos moottori on kytketty mosfetiin, se reagoi vaihtelevalla nopeudella, vaihtelevalla valovoimalla lampulla, kun taas invertterillä on modifioidut siniaaltovastaavuudet.

Lähtöaaltomuoto

Yllä olevan keskustelun voi todistaa ja tarkistaa alla olevasta aaltomuodokuviosta:

Ylin aaltomuoto edustaa modulointijännitettä tapissa # 5, aaltomuodon pullistuma edustaa nousevaa jännitettä ja päinvastoin.

Toinen aaltomuoto edustaa tasaista kellopulssia, jota käytetään tapissa # 2. Se on vain mahdollistaaksesi IC: n vaihtamisen tietyllä taajuudella, jota ilman IC ei pystyisi toimimaan PWM-generaattorilaitteena.

Kolmas aaltomuoto kuvaa todellisen PWM-sukupolven tapissa # 3, voimme nähdä, että pulssien leveys on suoraan verrannollinen ylempään modulointisignaaliin.

Pulssia vastaavat pulssinleveydet voidaan nähdä paljon laajemmina ja läheisemmällä etäisyydellä toisistaan, mikä suhteellisesti ohenee ja harvenee modulointijännitetason laskun myötä.

Yllä olevaa käsitettä voidaan soveltaa erittäin helposti ja tehokkaasti tehonohjaussovelluksissa, kuten aiemmin on käsitelty edellisessä artikkelissa.

Kuinka luoda kiinteä 50%: n käyttöjakso IC 555 -piiristä

Seuraava kuva esittää yksinkertaisen kokoonpanon, joka antaa sinulle kiinteän 50%: n käyttöjakson PWM: n nastan # 3 poikki. Idea esitettiin yhdessä IC 555 -taulukosta, ja tämä malli näyttää erittäin mielenkiintoiselta ja hyödylliseltä sovelluksille, jotka tarvitsevat yksinkertaisen ja nopean 50% kiinteän käyttöjakson generaattorin vaiheen.