NE555PWM脉宽调制电路分析与实验

1、NE555PW嘛宽调制电路分析与实验作者:日期: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。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 （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

2、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 0.01uF 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

3、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，要使开关电源年I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。靠1. Adding g dlDdfi and pctentloowtar to this 555 tlmar clraBt Faults in a wide- r

4、an苧 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PWMo /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（5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PWM去控制电动机速度、灯光强度或者电源输出电压。对于周期因子（DF）:DF =而a是终端2和终端1之间电阻与终端3和终端1

5、之间电阻的比值。选R3=R1 , R2=100XR1 ,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:R1 十 a * R2DF =-RI 4- R2 + R3DF和a之间为线性关系。图 2显示了当a变化时Vout的波形。常1. Adding 齿 diode and pctfintlonwtar to thils 555 timr circuit 附号ult% In a w

6、ide- range 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555时基电造构成的脉宽调制电路图 示出简单的肽室调制电蹋及其波形.时钟输入,由555的用脚2加入，调制输 人电压H由引脚5输入.因此,输出电（以脉冲的宽度即与调制信号成正比口改变&、C 的数灌，可以改变埔出电压的波彩.T - G. Snu/oii8J VccDIS 6TH 5j VC3.2 PWM波产生模块(1) NE555内部结构原理GND TTR 2 v. U图3.3 NE555内部结构图555定时器由

7、3个阻值为5k 的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本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，555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1V-3V,输出电流可达 200m

8、A,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:5脚经0.01uF电容接地，比较器 C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC 。当VI1 2/3VCC , VI2 1/3VCC时，比较器 C1输出低电平，比较器 C2输出高电平， 基本RS触发器置0, G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。当VI1 V2/3VCC , VI2 1/3VCC时，比较器 C1输出高电平，比较器 C2输出高电平， 基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。当VI1 2/3VCC

9、 , VI2 V1/3VCC时，比较器 C1输出低电平，比较器 C2输出低电平， 基本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 V2/3VCC , VI2 v 1/3VCC时，比较器 C1输出高电平，比较器 C2输出低电平,基本RS触发器置1, G3输出低电平，放电三极管 TD截止，定时器输出高电平。(3) PWM波产生原理图1所示电路形式，电路利用 D1,D2单向导电特性将电容器 C充，放电回路分开，再 加上电位器调节，变构成了占空比可调的多谐振荡器。 图中，Vcc通过RA, D1向电容充电, 充电的时间为tPH 0.7RA*C电容器C通过D2, RB及555中的BJT放电，放电时间为tPL 0.7RB*C因而，振荡频率为f 1/(tPH