NE555PWM脉宽调制电路分析与实验

1、NE555PWM脉宽调制电路PWM 称之为脉冲宽度调制信号，利用脉冲的宽度来调整亮度，也可用来控制DC马达。PWM 脉冲宽度调制信号的基本频率至少约 400HZ-10KHZ ，当调整LED的明或暗时，这个基本的频率不可变动， 而是改变这个频率上方波的宽度，宽度越宽则越亮、宽度越窄则越暗。PWM 是控制LED的点亮时间,而不是改变输出的电压来控制亮度。O1SOKPl1M4H9555UPFrIFrEL、*70|iF25YC20.01O-NPNTransistor-Gnd.图1-5 PWM脉宽调制图片以下为PWM工作原理： reset接脚被连接到+V，因此它对电路没有作用。当电路通电时，Pin 2

2、(触发点)接脚是低电位，因为电容器C1开始放电。这开始振荡器的周期，造成第 3接脚到高电位。当第 3接脚到高电位时，电容器 C1开始通过R1和对二极管D2充电。当在C1的电 压到达+V的2/3 时启动接脚6，造成输出接脚(Pin3)跟放电接脚(Pin7)成低电位。当第3接脚到低电位，电容器C1起动通过R1和D1的放电。当在C1的电压下跌到+V的1/3 以下， 输出接脚(Pin3)和放电接脚(Pin7)接脚到高电位并使电路周期重复。Pin 5并没有被外在电压作输入使用，因此它与O.O1UF电容器相接。电容器C1通过R1及二极管，二极管一边为放电一边为充电。充电和放电电阻总和是相同的，因此输出 信

3、号的周期是恒定的。工作区间仅随R1做变化。PWM 信号的整体频率在这电路上取决于R1和C1的数值。公式：频率(Hz)= 1.44/(R1 * C1)利用555定时器实现宽范围脉宽调制器（PWM）脉宽调制器（PWM ）常常用在开关电源（稳压）中，要使开关电源稳压范围宽 （即输入电压范围 大），可利用555定时器构成宽范围 PWM。仅需把一个二极管和电位计添加到异步模式运转的555定时器上，就产生了一个带有可调效率系数为1%到99%的脉宽调制器（图1）。它的应用包括高功率开关驱动的电动机速度控 制。R1丄HEsn1VCQDGIQCt師5liHL Adding a diode and lotfint

4、lonutBr to this 555 timar drcult rfleuits In a wlde- r*即9 PWM.图1 :在555定时器电路中增加一个二极管和电位计可构成一个宽范围PWM。/TD这个电路的输出可以驱动 MOSFET去控制通过电动机的电流，达到平滑控制电动机速度 0%左右。这也应用于灯光的控制，灯光的强度可得以有效控制。另一个应用是在开关式电源。PWM调整允许一个可变的输出电压。可通过 555定时器个引脚）VC终端的反馈来调节电压。一个超过调节阈值限制的输出电压将提前结束基于周 期循环的PWM信号，以维持输出电压的稳定。微处理器可以通过数字电位计直接调节 WM去控制电动

5、机速度、灯光强度或者电源输出电压。对于周期因子rjp _”k*O.6QJ X + LR1 0! X；(DF):(5其中,而a是终端2和终端1之间电阻与终端3和终端1之间电阻的比值。选R3=R1 , R2=10（XR1，这时DF为1%至99%。如上所述，数字电位计可以代替R2。通过的电流有限是在该应用中使用数字电位计的主要约束。对于一个100kQ的数字电位计，R1和R3可以达到1kQ,则峰值电流为 5mA。标准二极管可在递减线性下当作D来使用。对于理想的二极管，k=0.693，则有:R + R2 + RSDF和a之间为线性关系。图 2显示了当a变化时Vout的波形。R1HESfloeOtiTIQ

6、GNQL Adding a diode and lotfintlonutBr to this 555 timar drcult results In a wlde- rai书B PWM.图2 :这三个波形显示了 VouT如何随a变化而变化。作者：Henry Santana , Kavlico Corp.由555芯片组成的脉宽调制（PWM）电路由&S5时基毛路构成的脉宽调制电路阳 示出简电的脉宽调制电碍及其波形.対钟输入【1山砧的引脚2加人.调制输 人电飓由引脾5输人，因此*瑜州电压 脉冲的宽度即与调制信号成止忆.改变际（: 的数負、可以改变埔岀电压的波形0T- O.Siiii/tin3.2 P

7、WM波产生模块(1) NE555内部结构原理GND T2 VccTR 2 disV. U th砥4VC图3.2NE555引脚图C1和C2、基555定时器由3个阻值为5k Q的电阻组成的分压器、两个电压比较器本RS触发器、放电三极管 TD和缓冲反相器 G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其 中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端， 由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲(或使其电压低于0.7V)可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，5

8、55定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过 TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V3V，输出电流可达 200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V 18V范围内使用。(2) 555定时器工作时过程分析如下:UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。5脚经O.OluF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为:基本当 VI1 2/3VCC , VI2 1/3VCC 时，比较器RS触发器置0, G3输出高电平，放电三极管C1输出低电平，比较器 C2输出高电平, TD导通，定时器输出低电平。基本当 VI1 1/3VCC 时，比较器RS触

9、发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。C1输出高电平，比较器 C2输出高电平,基本当VI1 2/3VCC , VI2 1/3VCC时，比较器 C1输出低电平，比较器 C2输出低电平, RS触发器两端都被置1, G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。当VI1 2/3VCC , VI2 /DivEdgeP 1 E垃 IV position |oLevel opjAC J a du - II 广 Type Jing. Eq匸 J fl出忖one |图3.5电位器调到10%时的输出波形，此波形接近直流,此时，tPL 0M驱囲iffiB他ilhlime匚hannel AChannel B+ hL0,000 eo.oooyReverse+0.000 eO.OOOV0.000 ,M0VSawe11 +T2 土T2-I1E咸，TriggerrT ime base -5匚ale? 11 rTByOivX position ,0.Ipf?刚 d f 囲 ft I 岬 I-ChA nn已I A Scale ll V/DivY position