IC 555 PWM-generator - Een kijkje in pulsbreedtemodulatiecircuits

Pulsbreedtemodulatie (PWM) is een essentiële techniek bij het ontwerpen van elektrische circuits. Het regelt de stroomoverdracht tussen elektrische componenten door snel te schakelen tussen volledige en geen stroomoverdracht. Laten we dus eens kijken naar alles wat u moet weten over de IC 555 PWM-generator.

Wat is pulsbreedtemodulatie?

Fig 1:Groene ronde led pulsbreedtemodulatie (PWM) dimmer PCB

PWM vermindert het gemiddelde vermogen van een elektrisch signaal door het op te splitsen in discrete AAN- en UIT-signalen. Daarom helpt het bij het trimmen of dimensioneren van een uitgangsvermogen of spanning van een circuitbelasting per toepassingsvereisten.

De gemiddelde spanning is afhankelijk van de duty-cycle van het signaal.

555 Timer PWM-generatorcircuit

Fig 2:IC 555 pinout-diagram

IC 555 Timer Astabiele modus schakelschema

U kunt de IC 555-timer gebruiken voor verschillende circuits, waaronder tijdvertragingen, pulsgeneratie, oscillatie en pulsbreedtemodulatie. In deze sectie kijken we naar het gebruik ervan in astabiele multivibrators.

Een vrijlopende of astabiele multivibrator-oscillator is een oscillerende schakeling zonder stabiele toestand.

Hier is het interne circuit.

Fig 3:IC 555 Timer Astabiele modus schakelschema

Door pinnen 2 en 6 aan te sluiten, is een externe triggerpuls niet meer nodig. Pin 4 is de externe reset-pin die, wanneer deze niet in gebruik is, betrekking moet hebben op de Vcc.

Filter bovendien de externe ruis door pin 5 met de aarde te verbinden via een condensator van 0,01 uF. Je vormt dan een timingcircuit van weerstanden R1, R2 en R3 om de breedte van de uitgangspuls te bepalen.

IC 555 PWM met diodes

IC 555 PWM met diodes werkt als een standaard astabiele multivibrator met een AAN/UIT-periode-uitgangsregeling. De IC 555 gebruikt de eigenschappen van het diodenetwerk en de potentiometer om de AAN/UIT-periode te bepalen.

Fig 4:IC 555 PWM met diodes

Eerst begin je met het aansluiten van het circuit, zoals weergegeven in het bovenstaande diagram.

De AAN-tijd is de tijd die nodig is om een ​​circuitcondensator op te laden tot 2/3 van Vcc. Evenzo is de UIT-tijd de periode waarin de condensator zich ontlaadt tot onder 1/3 van de Vcc.

En zo kunt u de AAN/UIT-tijd van het circuit instellen

Ten eerste kan de AAN/UIT-tijd onafhankelijk worden ingesteld of worden vastgezet door middel van bifurcerende diodes en een potentiometer. De geschikte zijdiode verdeelt de AAN-tijd van het IC 555-circuit. De linker diode waarvan de kathode is verbonden met pin 7 verdeelt de UIT-tijd van de koers.

Ten tweede kunt u een potentiometer gebruiken om de weerstand over het diodenetwerk te variëren. Wanneer de arm van de potentiometer naar links schuift, veroorzaakt dit een afname van de ontladingstijd van de linker diode. De lagere ontlaadtijd verlengt de AAN-tijd en verkort de UIT-tijd van de IC 555-timer.

Door de arm van de potentiometer naar rechts te schuiven, wordt de UIT-tijd echter korter en de AAN-tijd langer.

IC 555 PWM met externe modulatie

In het onderstaande circuit hebben we onze IC 555 in een monostabiele multivibratormodus aangesloten. Voor elke negatieve trigger op pin 2 genereert de IC 555 een positieve puls op pin 3. Verder houdt pin 3 de trilling vast voor een ingestelde periode die afhankelijk is van de waarden van C en Ra.

Fig 5:IC 555 PWM met externe modulatie

Wijs pin twee en vijf toe als respectievelijk uw klok- en modulatie-ingangen van het circuit. En als je je koers goed uitzet, zou je output van pin 3 moeten krijgen. 

En voor ons circuit moeten we een klokinvoer of blokgolfpuls op pin 2 leveren. Hiermee kunnen we de frequentie van de uitvoer instellen. Pas bovendien informatie toe op pin vijf waarvan het spanningsniveau of de amplitude de pulsbreedte-afmeting bepaalt.

Daarom genereren de pulsen op pin 2 afwisselende driehoekige golven bij haken 6/7. Hier bepalen de waarden van C en Ra de breedte van de driehoekige golfvormen.

Door meerdere pulsen op pin twee toe te passen en de spanning van pin vijf te veranderen, worden de benodigde PWM-pulsen op pin 3 ingesteld. De amplitude van de spanning van pin vijf maakt de PWM-uitgangspulsen dunner of dikker.

Een vaste bedrijfscyclus van 50% genereren uit een IC 555-circuit

Sluit uw circuit aan zoals weergegeven in het onderstaande diagram om een ​​vaste 50% inschakelduur te produceren over de 555 timers.

Afb. 6:Een bedrijfscyclus van 50% genereren

U vindt de opstelling in een van de IC 555 datasheets. Het biedt een inschakelduur van 50% op pin 3. Bovendien is het ontwerp cruciaal voor taken en processen die een snelle en gemakkelijke 50% vaste inschakelduur vereisen.

Conclusie

Kortom, de IC 555-timer biedt een verscheidenheid aan uitgangsgolfvormen die worden bepaald door het RC-netwerk.

Daarom heeft het toepassingen in duty cycle-oscillators, pulspositiemodulatie, digitale logische sondes en DC-uitgangsspanningsregelaars.

U kunt het ook gebruiken in schakelende voedingen (SMPS) om de uitgangsspanning op exacte waarden te regelen.

Neem contact met ons op als u opmerkingen, vragen of aanvullingen heeft. We kijken ernaar uit van u te horen.