Kuidas genereerida PWM IC 555 abil (uuritud 2 meetodit)

IC 555 on äärmiselt kasulik ja mitmekülgne seade, mida saab rakendada elektroonika valdkonnas paljude kasulike vooluringide konfigureerimiseks. Selle IC-i üks väga kasulik omadus on võime genereerida PWM-impulsse, mida saab mõõta või töödelda vastavalt rakenduse või vooluahela vajadustele.

Mis on PWM

PWM tähistab impulsi laiuse modulatsiooni - protsessi, mis hõlmab impulsi laiuste või ON / OFF perioodide või loogiliste väljundite juhtimist, mis on genereeritud konkreetsest allikast, näiteks ostsillaatori ahelast või mikrokontrollerist.

Põhimõtteliselt kasutatakse PWM-i konkreetse koormuse väljundpinge või -võimsuse mõõtmiseks või kärpimiseks vastavalt individuaalsetele või rakenduse nõuetele.

See on digitaalne viis võimsuse juhtimiseks ja on tõhusam kui analoog- või lineaarsed meetodid.
Seal on palju näiteid, mis illustreerivad PWM-i tõhusat kasutamist antud parameetrite kontrollimisel.

Seda kasutatakse alalisvoolumootorite kiiruse reguleerimiseks, inverterites väljund-vahelduvvoolu RMS-i juhtimiseks või tekitades modifitseeritud siinuslaine väljundeid .

Seda võib näha ka SMPS-toiteallikates väljundpinge täpseks reguleerimiseks.
Seda rakendatakse ka LED-draiverite ahelates, et võimaldada LED-i hämardamist.

Seda kasutatakse laialdaselt buck / boost topoloogiates vähendatud või suurendatud pingete tuletamiseks ilma mahukate trafodeta.

Seega võib seda põhimõtteliselt kasutada väljundparameetri kohandamiseks vastavalt meie enda eelistustele.

Kas see tähendab nii palju huvitavaid rakendusvõimalusi, kas see võib meetodi seadistamine olla liiga keeruline või kulukas?

Vastus on kindlasti, ei. Tegelikult saab seda väga lihtsalt rakendada ühe IC LM555 abil.

Põhimõtteliselt on kaks meetodit, mille abil saab IC 555 kasutada impulsi laiuse modulatsiooni väljundi genereerimiseks. Esimene meetod kasutab ainult ühte IC 555 ja mõnda sellega seotud osa nagu dioodid, potentsiomeeter ja kondensaator. Teine meetod on tavalise monostabiilse IC 555 konfiguratsiooni kasutamine ja välise modulatsioonisignaali kasutamine.

IC 555 PWM dioodide abil

Esimene meetod on kõige lihtsam ja tõhusam, kasutades järgmist konfiguratsiooni:

Video tutvustamine

Ülaltoodud kahe dioodiga IC 555 PWM ahela töö on üsna lihtne. See on tegelikult a standardne astab multivibraatori disain välja arvatud väljundi sõltumatu ON / OFF perioodi juhtimine.

Kuna me teame, et IC 555 PWM-ahela sisselülitamise aeg määratakse aja järgi, mille selle kondensaator võtab laadimiseks 2/3 Vcc tasemel läbi tihvti # 7 takisti, ja väljalülitusaeg määratakse kondensaatori tühjenemisaja järgi allpool 1/3 Vcc läbi tihvti nr 7 enda.

Ülaltoodud lihtsas PWM-ahelas saab neid kahte parameetrit iseseisvalt seada või fikseerida läbi potentsiomeetri ja paari hargneva dioodi.

Vasakpoolne diood, mille katood on ühendatud tihvtiga nr 7, eraldab väljalülitusaja, parempoolne diood, mille anood on ühendatud tihvtiga nr 7, eraldab IC-väljundi SISSE-aja.

Kui potentsiomeeter liugvarras on rohkem vasaku külje dioodi suunas, see vähendab tühjenemise aega, kuna kondensaatori tühjendusteel on väiksem takistus. Selle tulemuseks on IC PWM-i ON-aja pikenemine ja OFF-aja vähenemine.

Ja vastupidi, kui poti liugur on rohkem parempoolse dioodi suunas, põhjustab see ON-aja vähenemist poti takistuse vähenemise tõttu kondensaatori laadimisteel. Selle tulemuseks on IC-väljundi PWM-ide väljalülitusperioodi suurenemine ja ON-perioodide vähenemine.

2) IC 555 PWM, kasutades välist modulatsiooni

Teine meetod on ülalkirjeldatust veidi keeruline ja nõuab IC-väljundis proportsionaalselt varieeruva impulsi laiuse rakendamiseks välist varieeruvat alalisvoolu IC tihvti nr 5 (juhtimissisend).

Õppime järgmist lihtsat vooluahela konfiguratsiooni:

IC 555 tihvt

Diagramm näitab IC 555, mis on ühendatud lihtsa monostabiilse multivibraatori režiimiga. Me teame, et selles režiimis suudab IC genereerida positiivse impulsi tihvtis nr 3 vastusena igale üksikule negatiivsele päästikule selle tihvti nr 2 juures.

Impulss tihvtis nr 3 püsib teatud etteantud ajaperioodi jooksul, sõltuvalt Ra ja C väärtustest. Samuti näeme vastavalt kella ja modulatsiooni sisenditena määratud kontakte nr 2 ja tihvti nr 5.

Väljund võetakse kiibi tavalisest tihvtist nr 3.

Ülaltoodud arusaadavas konfiguratsioonis on IC 555 seatud vajalike PWM-impulsside genereerimiseks, selleks on vaja lihtsalt ruutlaine pulssi või kella sisendit selle tihvti nr 2 juures, mis määrab väljundsageduse, ja muutuva pinge sisendit tihvtis nr 5 mille amplituud või pinge tase määravad impulsi laiuse mõõtmed väljundis.

Tihvti nr 2 impulsid genereerivad IC-i tihvtis nr 6/7 vastavalt vahelduvad kolmnurga lained, mille laiuse määravad RA ja C ajastuskomponendid.

Seda kolmnurga lainet võrreldakse pinge hetkemõõduga, mis rakendati tihvti nr 5 abil PWM-impulsside mõõtmiseks tihvti nr 3 väljundis.

Lihtsamate sõnadega peame lihtsalt varustama impulsside rida tihvti nr 2 ja muutuva pingega tihvti nr 5 abil nõutavate PWM-impulsside saavutamiseks IC-kontaktil # 3.

Poldi nr 5 pinge amplituud vastutab otseselt PWM-väljundimpulsside tugevamaks või nõrgemaks või lihtsalt paksemaks või õhemaks muutmiseks.

Modulatsioonipinge võib olla väga madala voolu signaal, kuid see annaks soovitud tulemused.

Oletame näiteks, et rakendame 50 Hz ruutlaine tihvti nr 2 ja konstantset 12 V tihvti nr 5, tulemus väljundis näitab PWM-e, mille RMS on 12 V ja sagedus 50 Hz.

RMS vähendamiseks peame pinge nr 5 pinge alla laskma. Kui me seda muudame, on tulemuseks erinev PWM koos erineva RMS-väärtusega.

Kui seda varieeruvat RMS-i rakendatakse väljundis olevale mosfeti draiveri etapile, vastab mis tahes koormus, mida mosfet toetab, samuti vastavate muutuvate kõrgete ja madalate tulemustega.

Kui mosfetiga on ühendatud mootor, reageerib see erineva kiirusega, erineva valgustugevusega lamp, modifitseeritud siinuslaine ekvivalentidega inverter.

Väljundlaine

Ülaltoodud arutelu saab jälgida ja kontrollida allpool toodud lainekuju illustratsiooni põhjal:

Ülemine lainekuju tähistab modulatsiooni pinget tihvti nr 5 juures, lainekuju mõhk esindab tõusvat pinget ja vastupidi.

Teine lainekuju tähistab tihvti nr 2 rakendatud ühtlast kellaimpulssi. See on lihtsalt selleks, et võimaldada IC-l teatud sagedusel lülituda, ilma milleta IC ei saaks töötada PWM-generaatorina.

Kolmas lainekuju kujutab tegelikku PWM-i genereerimist tihvtis nr 3, näeme, et impulsside laius on otseselt proportsionaalne ülemise modulatsioonisignaaliga.

Punnile vastavaid impulssilaiuseid võib näha palju laiemana ja tihedalt üksteise kõrval, mis modulatsioonipinge langusega proportsionaalselt õhemaks ja hõredamaks muutub.

Ülaltoodud kontseptsiooni saab võimsuse juhtimise rakendustes väga hõlpsalt ja tõhusalt rakendada, nagu eespool artiklis eespool käsitletud.

Kuidas luua fikseeritud 50% töötsükkel IC 555 vooluringist

Järgmine joonis näitab lihtsat konfiguratsiooni, mis tagab teile fikseeritud 50% töötsükli PWM-ide kogu selle tihvti nr 3. Idee esitati ühes IC 555 andmelehest ja see disain tundub väga huvitav ja kasulik rakenduste jaoks, mis vajavad lihtsat ja kiiret 50% fikseeritud töötsükli generaatori etappi.