IC 555 PWM-generator: Pulse Breedte Modulatie Beheersen voor Precieze Vermogenscontrole

Pulsbreedtemodulatie (PWM) is een essentiële techniek in elektrisch schakelontwerp. Het regelt vermogensoverdracht tussen elektrische componenten door snel te schakelen tussen volledige en geen vermogensoverdracht. Laten we eens kijken naar alles wat je moet weten over de IC 555 PWM-generator.

Wat is Pulsbreedtemodulatie?

Fig 1: Groene Ronde LED Pulsbreedtemodulatie (PWM) Dimmer PCB

PWM verlaagt het gemiddelde vermogen van een elektrisch signaal door het op te splitsen in discrete AAN en UIT signalen. Daarmee helpt het bij het bijsnijden of dimensioneren van een uitgangsvermogen of -spanning van een schakellast per toepassingsvereisten.

De gemiddelde spanning hangt af van de duty cycle van het signaal.

555-timer PWM-generator schakeling

Fig 2: IC 555 Pinout Diagram

IC 555-timer Astabiele Modus Schakelingsschema

Je kunt de IC 555-timer gebruiken voor diverse schakelingen, waaronder tijdvertragingen, pulsgeneratie, oscillatie en pulsbreedtemodulatie. In deze sectie kijken we naar het gebruik in astabiele multivibrators.

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

Hier is de interne schakeling.

Fig 3: IC 555-timer Astabiele Modus Schakelingsschema

Het verbinden van pennen 2 en 6 elimineert de behoefte aan een externe triggerpuls. Pin 4 is de externe resetpin die, wanneer niet in gebruik, verbonden moet zijn met de Vcc.

Verder filter je externe ruis door pin 5 met de grond te verbinden via een 0,01 µF-condensator. Je vormt dan een timing-schakeling van weerstanden R1, R2 en R3 om de uitgangspulsbreedte te bepalen.

IC 555 PWM met Diodes

IC 555 PWM met diodes werkt als een standaard astabiele multivibrator met een AAN/UIT-periode-uitgangscontrole. 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 verbinden van de schakeling, zoals getoond in het bovenstaande diagram.

De AAN-tijd is de tijd die nodig is om een schakelcondensator op te laden tot 2/3 van de Vcc. Op dezelfde manier is de UIT-tijd de periode voor de condensator om te ontladen tot onder 1/3 van de Vcc.

En hier is hoe je de AAN/UIT-tijd van de schakeling kunt instellen:

Eerst kan de AAN/UIT-tijd onafhankelijk of vast worden ingesteld door middel van bifurcerende diodes en een potentiometer. De rechter diode deelt de AAN-tijd van de IC 555-schakeling. De linker diode wiens kathode verbonden is met pin 7 deelt de UIT-tijd van de schakeling.

Tweedens kun je een potentiometer gebruiken om de weerstand over het diodenetwerk te variëren. Wanneer de potentiometer-arm naar links glijdt, veroorzaakt dit een afname in de ontladingstijd van de linker diode. De lagere ontladingstijd verhoogt de AAN-tijd en verlaagt de UIT-tijd van de IC 555-timer.

Echter, het glijden van de potentiometer-arm naar rechts verlaagt de UIT-tijd en verhoogt de AAN-tijd.

IC 555 PWM met Externe Modulatie

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

Fig 5: IC 555 PWM met Externe Modulatie

Wijs pin twee en vijf toe als je klok- en modulatie-ingangen vanuit de schakeling, respectievelijk. En als je je schakeling goed instelt, zou je uitgang van pin 3 moeten krijgen.

En voor onze schakeling moeten we een klokinvoer of blokgolfpuls aan pin 2 leveren. Het stelt ons in staat om de frequentie van de uitgang in te stellen. Daarnaast pas je informatie toe aan pin vijf wiens spanningsniveau of amplitude de pulsbreedtedimensie instelt.

Daarom genereren de pulsen aan pin twee wisselende driehoiggolven aan haken 6/7. Hier bepalen de waarden van C en Ra de breedte van de driehoiggolven.

Het aanleggen van meerdere pulsen aan pin twee en het veranderen van de pin vijf-spanning stelt de benodigde PWM-pulsen aan pin 3 in. De amplitude van de pin vijf-spanning maakt de uitgangs-PWM-pulsen dunner of dikker.

Hoe een Vaste 50% Duty Cycle te Genereren vanuit een IC 555-schakeling

Verbind je schakeling zoals getoond in het onderstaande diagram om een vaste 50% duty cycle over de 555-timers te produceren.

Fig 6: Hoe een 50% Duty Cycle te Genereren

Je kunt de opstelling in een van de IC 555-datasheets vinden. Het biedt een 50% duty cycle aan pin 3. Bovendien is het ontwerp cruciaal voor taken en processen die een snelle en makkelijke 50% vaste duty cycle vereisen.

Conclusie

Concluderend biedt de IC 555-timer een verscheidenheid aan uitgangsgolven bepaald door het RC-netwerk.

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

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

Neem contact met ons op als je opmerkingen, vragen of toevoegingen hebt. We kijken uit naar het horen van je.