Kaip sukurti PWM naudojant IC 555 (ištirti 2 metodai)

Kaip sukurti PWM naudojant IC 555 (ištirti 2 metodai)

„IC 555“ yra nepaprastai naudingas ir universalus prietaisas, kurį galima pritaikyti konfigūruojant daugelį naudingų grandinių elektronikos srityje. Viena labai naudinga šio IC ypatybė yra jos galimybė generuoti PWM impulsus, kurie gali būti išmatuojami arba apdorojami pagal programos ar grandinės poreikius.



Kas yra PWM

PWM reiškia pulso pločio moduliavimą - procesą, kuris apima impulsų pločių valdymą, ON / OFF periodus arba loginius išėjimus, generuojamus iš konkretaus šaltinio, pavyzdžiui, osciliatoriaus grandinės ar mikrovaldiklio.

Iš esmės PWM naudojamas tam tikros apkrovos išėjimo įtampos ar galios matavimui ar apkarpymui pagal individualius ar taikymo reikalavimus.





Tai yra skaitmeninis galios valdymo būdas ir yra efektyvesnis nei analoginiai ar tiesiniai metodai.
Yra daug pavyzdžių, iliustruojančių efektyvų PWM naudojimą kontroliuojant nurodytus parametrus.

Jis naudojamas nuolatinės srovės variklių greičiui reguliuoti, inverteriuose - kintamosios srovės RMS valdymui arba generuojančios modifikuotas sinusinės bangos išvestis .



Tai taip pat galima pamatyti SMPS maitinimo šaltiniuose, kad būtų galima tiksliai valdyti išėjimo įtampą.
Jis taip pat taikomas LED tvarkyklių grandinėse, kad būtų galima veikti šviesos diodų pritemdymui.

Jis plačiai naudojamas „buck / boost“ topologijose, norint gauti sumažintą ar padidintą įtampą nenaudojant didelių gabaritų transformatorių.

Taigi iš esmės jis gali būti naudojamas pritaikant išvesties parametrą pagal mūsų pačių pageidavimus.

Ar turint tiek daug įdomių taikymo variantų, ar tai reiškia, kad metodas gali būti per sudėtingas arba brangus konfigūruoti?

Atsakymas yra tikrai ne. Tiesą sakant, tai galima labai paprastai įgyvendinti naudojant vieną IC „LM555“.

Iš esmės yra du metodai, kuriais IC 555 galima naudoti impulsų pločio moduliacijos išėjimui generuoti. Pirmasis metodas naudoja tik vieną IC 555 ir keletą susijusių dalių, tokių kaip diodai, potenciometras ir kondensatorius. Antrasis metodas yra naudojant standartinę monostabilią IC 555 konfigūraciją ir naudojant išorinį moduliacijos signalą.

IC 555 PWM naudojant diodus

Pirmasis metodas yra paprasčiausias ir efektyviausias, naudojant konfigūraciją, kaip parodyta žemiau:

Vaizdo demonstravimas

Pirmiau parodyta dviejų diodų IC 555 PWM grandinė veikia gana paprastai. Iš tikrųjų tai yra standartinis stabilus multivibratoriaus dizainas išskyrus nepriklausomą įėjimo / išjungimo laikotarpio išvesties valdymą.

Kaip žinome, kad IC 555 PWM grandinės įjungimo laiką lemia laikas, per kurį jo kondensatorius įkraunamas 2/3 Vcc lygyje per kaištį Nr. 7, o išjungimo laiką nustato kondensatoriaus iškrovimo laikas žemiau 1/3 Vcc per patį kaištį Nr. 7.

Pirmiau pateiktoje paprastoje PWM grandinėje šie du parametrai gali būti nepriklausomai nustatomi arba fiksuojami per potenciometrą ir per kelis išsišakojusius diodus.

Kairysis šoninis diodas, kurio katodas sujungtas su kaiščiu Nr. 7, išskiria išjungimo laiką, o dešinysis diodas, kurio anodas prijungtas prie kaiščio Nr. 7, skiria IC išėjimo įjungimo laiką.

Kai potenciometras slankiklio svirtis yra labiau link kairiojo šono diodo, dėl to sumažėja iškrovimo laikas dėl mažesnio pasipriešinimo kondensatoriaus iškrovos kelyje. Dėl to ilgėja IC PWM įjungimo laikas ir sumažėja išjungimo laikas.

Ir atvirkščiai, kai puodo slankiklis yra labiau link dešinės pusės diodo, dėl to ON laikas sumažėja dėl sumažėjusio puodo pasipriešinimo kondensatoriaus įkrovimo kelyje. Dėl to IC išėjimo PWM išjungimo laikotarpis padidėja ir įjungimo laikotarpiai sumažėja.

2) IC 555 PWM naudojant išorinę moduliaciją

Antrasis metodas yra šiek tiek sudėtingas nei pirmiau minėtas, ir norint gauti proporcingai kintantį impulsų plotį IC išėjime, reikalingas išorinis kintamosios srovės įtampa IC kaištyje Nr. 5 (valdymo įvestis).

Sužinokime tokią paprastą grandinės konfigūraciją:

IC 555 kištukas

Diagramoje parodytas IC 555 laidas, sujungtas lengvai monostabiliu multivibratoriaus režimu. Mes žinome, kad šiuo režimu IC gali generuoti teigiamą impulsą kaištyje Nr. 3, atsakydamas į kiekvieną neigiamą paleidiklį jo kaištyje Nr. 2.

Impulsas kaištyje Nr. 3 išlieka tam tikrą iš anksto nustatytą laikotarpį, priklausomai nuo Ra ir C. reikšmių. Mes taip pat galime pamatyti kaiščius Nr. 2 ir kaiščius Nr. 5, priskirtus atitinkamai laikrodžio ir moduliacijos įėjimams.

Išvestis paimta iš įprasto lusto kaiščio Nr. 3.

Pirmiau pateiktoje nesudėtingoje konfigūracijoje IC 555 yra nustatytas reikalingų PWM impulsų generavimui, jam tiesiog reikalingas kvadratinės bangos impulsas arba laikrodžio įvestis prie jo kaiščio Nr. 2, kuris nustato išėjimo dažnį, ir kintamos įtampos įvestį kaištyje Nr. kurio amplitudė ar įtampos lygis lemia impulso pločio matmenis išėjime.

Impulsas kaištis Nr. 2 generuoja atitinkamai kintančias trikampio bangas IC kaištyje Nr. 6/7, kurių plotį nustato RA ir C laiko komponentai.

Ši trikampio banga yra lyginama su momentiniu įtampos matavimu, taikomu kaištyje Nr. 5, norint išmatuoti PWM impulsus kaiščio Nr. 3 išėjime.

Paprastais žodžiais tariant, mes tiesiog turime pateikti impulsų traukinį prie kaiščio Nr. 2 ir kintančią įtampą prie kaiščio Nr. 5, kad pasiektume reikiamus PWM impulsus IC kaištyje Nr. 3.

Įtampos amplitudė prie kaiščio Nr. 5 bus tiesiogiai atsakinga už tai, kad išvesties PWM impulsai būtų stipresni ar silpnesni, arba tiesiog storesni ar plonesni.

Moduliavimo įtampa gali būti labai mažos srovės signalas, tačiau tai duotų numatytų rezultatų.

Pvz., Tarkime, kad kaištyje Nr. 2 pritaikome 50 Hz kvadratinę bangą, o kaištyje Nr. 5 pastovią 12 V įtampą. Rezultatas išvestyje parodys PWM, kurių RMS yra 12 V, o dažnis - 50 Hz.

Norėdami sumažinti RMS, mes tiesiog turime sumažinti įtampą kaištyje Nr. 5. Jei mes jį pakeisime, gautas bus skirtingas PWM su skirtingomis RMS reikšmėmis.

Jei šis kintantis RMS bus pritaikytas „mosfet“ tvarkyklės stadijai išvestyje, bet kokia „mosfet“ palaikoma apkrova taip pat atsakys atitinkamai kintančiais aukštais ir žemais rezultatais.

Jei variklis prijungtas prie „mosfet“, jis reaguoja skirtingu greičiu, lempa su skirtingu šviesos intensyvumu, o keitiklis - su modifikuotais sinusinės bangos ekvivalentais.

Išėjimo bangos forma

Pirmiau pateiktą diskusiją galima stebėti ir patikrinti iš toliau pateiktos bangos formos iliustracijos:

Viršutinė bangos forma reiškia moduliacijos įtampą kaištyje Nr. 5, bangos formos išsipūtimas rodo kylančią įtampą ir atvirkščiai.

Antroji bangos forma rodo vienodą laikrodžio impulsą, taikomą kaištyje Nr. 2. Tai tik tam, kad leistų IC perjungti tam tikru dažniu, be kurio IC negalėtų veikti kaip PWM generatoriaus įtaisas.

Trečioji bangos forma rodo tikrąją PWM generaciją kaištyje Nr. 3, matome, kad impulsų plotis yra tiesiogiai proporcingas viršutiniam moduliacijos signalui.

Impulsų plotis, atitinkantis „išsipūtimą“, gali būti matomas daug platesnis ir glaudžiai išdėstytas, kuris proporcingai tampa plonesnis ir retesnis krentant moduliacijos įtampos lygiui.

Pirmiau minėta sąvoka gali būti labai lengvai ir efektyviai pritaikyta galios valdymo programose, kaip aptarta anksčiau minėtame straipsnyje.

Kaip sukurti fiksuotą 50% darbo ciklą iš IC 555 grandinės

Šiame paveikslėlyje parodyta paprasta konfigūracija, kuri suteiks jums fiksuotą 50% darbo ciklo PWM visoje jo kaištyje Nr. 3. Idėja buvo pateikta viename iš IC 555 duomenų lapų, ir ši konstrukcija atrodo labai įdomi ir naudinga toms programoms, kurioms reikalingas paprastas ir greitas 50% fiksuoto darbo ciklo generatoriaus etapas.




Pora: Vieno transformatoriaus keitiklio / įkroviklio grandinė Kitas: LED „Fader“ grandinė - lėtas kilimas, lėtojo kritimo LED efektų generatorius