IC 555 Kullanarak PWM Nasıl Oluşturulur (2 Yöntem Keşfedildi)

IC 555, elektronik alanında birçok yararlı devreyi yapılandırmak için uygulanabilen son derece kullanışlı ve çok yönlü bir cihazdır. Bu IC'nin çok kullanışlı bir özelliği, uygulamanın veya devrenin ihtiyaçlarına göre boyutlandırılabilen veya işlenebilen PWM darbeleri üretme kabiliyetidir.

PWM nedir

PWM, darbe genişliklerinin kontrolünü veya bir osilatör devresi veya mikrodenetleyici gibi belirli bir kaynaktan üretilen mantıksal çıktıları veya AÇMA / KAPAMA dönemlerinin kontrolünü içeren bir işlem olan darbe genişlik modülasyonu anlamına gelir.

Temel olarak PWM, bireysel veya uygulama gereksinimlerine göre belirli bir yükün çıkış voltajını veya gücünü boyutlandırmak veya kırpmak için kullanılır.

Gücü kontrol etmenin dijital bir yoludur ve analog veya doğrusal yöntemlerden daha etkilidir.
Verilen parametrelerin kontrolünde PWM'nin etkili kullanımını gösteren birçok örnek vardır.

DC motorların hızını kontrol etmek için, invertörlerde AC çıkışının RMS'sini kontrol etmek için veya modifiye edilmiş sinüs dalgası çıktıları üretmek .

Çıkış voltajını hassas seviyelerde kontrol etmek için SMPS güç kaynaklarında da görülebilir.
LED karartma işlevini etkinleştirmek için LED sürücü devrelerinde de uygulanır.

Büyük transformatörler kullanmadan azaltılmış veya yükseltilmiş voltajları türetmek için buck / boost topolojilerinde yaygın olarak kullanılır.

Yani temelde bir çıktı parametresini kendi tercihlerimize göre uyarlamak için kullanılabilir.

Bu kadar çok ilginç uygulama seçeneğiyle, yöntemin yapılandırılması çok karmaşık veya pahalı olabileceği anlamına mı geliyor?

Cevap kesinlikle hayır. Aslında LM555 tek bir IC kullanılarak çok basit bir şekilde uygulanabilir.

Darbe genişlik modülasyon çıktısı oluşturmak için IC 555'in kullanılabileceği temelde iki yöntem vardır. İlk yöntem, yalnızca tek bir IC 555 ve bir diyot, bir potansiyometre ve bir kapasitör gibi birkaç ilişkili parça kullanmaktır. İkinci yöntem, standart bir tek kararlı IC 555 konfigürasyonu kullanmak ve bir harici modülasyon sinyali kullanmaktır.

Diyotları kullanan IC 555 PWM

İlk yöntem, yapılandırmayı aşağıda gösterilen şekilde kullanan en basit ve etkilidir:

Video Gösterimi

Yukarıda gösterilen iki diyotlu IC 555 PWM devresinin çalışması oldukça basittir. Aslında bir standart kararsız multivibratör tasarımı Çıkışın bağımsız bir AÇIK / KAPALI periyodu kontrolü dışında.

Bildiğimiz gibi, IC 555 PWM devresinin ON zamanına, kapasitörünün 2 / 3'üncü Vcc seviyesinde pim # 7 direnç üzerinden şarj etmek için aldığı süre ile karar verildiğini ve KAPALI süresinin kondansatörün deşarj süresi ile belirlendiğini biliyoruz 7 numaralı pinin kendisi aracılığıyla 1/3 Vcc'nin altında.

Yukarıdaki basit PWM devresinde, bu iki parametre, bir potansiyometre ve birkaç çatallı diyot aracılığıyla bağımsız olarak ayarlanabilir veya sabitlenebilir.

Katodunun 7 numaralı pimle bağlanmış olduğu sol taraftaki diyot KAPALI süresini ayırırken, anotu 7 numaralı pime bağlı olan sağ taraftaki diyot, IC çıkışının AÇIK zamanını ayırır.

Ne zaman potansiyometre sürgü kolu daha çok sol diyota doğru olduğundan, kapasitörün deşarj yolu boyunca daha düşük direnç nedeniyle boşalma süresinin azalmasına neden olur. Bu, IC PWM'nin AÇIK süresinde bir artışa ve KAPALI süresinde azalmaya neden olur.

Tersine, pot sürgüsü daha sağ taraftaki diyota doğru olduğunda, kondansatörün şarj yolunda potun direncinin düşmesi nedeniyle ON süresinin azalmasına neden olur. Bu, KAPALI döneminde bir artışa ve IC çıkış PWM'lerinin AÇIK dönemlerinde azalmaya neden olur.

2) Harici Modülasyon kullanan IC 555 PWM

İkinci yöntem yukarıdakinden biraz karmaşıktır ve IC çıkışında orantılı olarak değişen darbe genişliğini uygulamak için IC'nin pim # 5 (kontrol girişi) üzerinde harici değişken bir DC gerektirir.

Aşağıdaki basit devre yapılandırmasını öğrenelim:

IC 555 Pin Çıkışı

Diyagram, IC 555'in kolay monostabil multivibratör modunda bağlanmış halini göstermektedir. Bu modda IC'nin, pim # 2'deki her bir negatif tetikleyiciye yanıt olarak pim # 3'te pozitif bir darbe üretebildiğini biliyoruz.

Pim # 3'teki darbe, Ra ve C değerlerine bağlı olarak önceden belirlenmiş bir süre boyunca devam eder. Ayrıca sırasıyla pim # 2 ve pim # 5'in saat ve modülasyon girişleri olarak atandığını da görebiliriz.

Çıktı, çipin normal 3 numaralı piminden alınır.

Yukarıdaki basit yapılandırmada IC 555, gerekli PWM darbelerini oluşturmak için ayarlanmıştır, sadece çıkış frekansını belirleyen 2 numaralı pininde bir kare dalga darbesi veya bir saat girişi ve 5 numaralı pimde değişken bir voltaj girişi gerektirir. genlik veya voltaj seviyesi çıkıştaki darbe genişliği boyutlarına karar verir.

Pim # 2 darbeleri, genişliği RA ve C zamanlama bileşenleri tarafından belirlenen IC'nin pim # 6 / 7'sinde karşılık gelen şekilde değişen üçgen dalgaları üretir.

Bu üçgen dalga, pim # 3 çıkışındaki PWM darbelerini kısaltmak için pim # 5'e uygulanan anlık voltaj ölçüsü ile karşılaştırılır.

Basit bir deyişle, IC'nin 3. pininde gerekli PWM darbelerini elde etmek için 2. pimde bir darbe dizisi ve 5. pimde değişken bir voltaj sağlamamız yeterlidir.

5. pimdeki voltajın genliği, çıkış PWM darbelerini daha güçlü veya daha zayıf veya basitçe daha kalın veya daha ince yapmaktan doğrudan sorumlu olacaktır.

Modülasyon voltajı çok düşük bir akım sinyali olabilir, ancak istenen sonuçları verecektir.

Örneğin, pim # 2'ye 50 Hz kare dalga ve pim # 5'e sabit bir 12V uyguladığımızı varsayalım, çıkıştaki sonuç 12V RMS ve 50Hz frekansa sahip PWM'leri gösterecektir.

RMS'yi azaltmak için sadece 5 numaralı pimdeki voltajı düşürmemiz gerekiyor. Değiştirirsek, sonuç, değişen RMS değerlerine sahip değişken bir PWM olacaktır.

Bu değişken RMS, çıkışta bir mosfet sürücü aşamasına uygulanırsa, mosfet tarafından desteklenen herhangi bir yük de buna göre değişen yüksek ve düşük sonuçlarla yanıt verecektir.

Mosfet'e bir motor bağlanırsa, değişen hızlarda, değişen ışık yoğunluklarında bir lamba ile modifiye edilmiş sinüs dalgası eşdeğerlerine sahip bir invertörle yanıt verecektir.

Çıkış Dalga Biçimi

Yukarıdaki tartışma, aşağıdaki verilen dalga formu resminden tanık olabilir ve doğrulanabilir:

En üstteki dalga biçimi, pim # 5'teki modülasyon voltajını temsil eder, dalga biçimindeki çıkıntı, yükselen voltajı temsil eder ve bunun tersi de geçerlidir.

İkinci dalga biçimi, pim # 2'de uygulanan tek tip saat darbesini temsil eder. Bu, yalnızca IC'nin belirli bir frekansta geçiş yapmasını sağlamak içindir, bu olmadan IC bir PWM jeneratör cihazı olarak çalışamaz.

Üçüncü dalga formu, pim # 3'teki gerçek PWM oluşumunu gösterir, darbelerin genişliğinin üst modülasyon sinyali ile doğru orantılı olduğunu görebiliriz.

'Tümsek' e karşılık gelen darbe genişlikleri, modülasyon voltaj seviyesindeki düşüşle orantılı olarak daha ince ve seyrek hale gelen çok daha geniş ve yakın aralıklı olarak görülebilir.

Yukarıdaki kavram, yukarıdaki makalede daha önce tartışıldığı gibi güç kontrol uygulamalarında çok kolay ve etkili bir şekilde uygulanabilir.

Bir IC 555 Devresinden Sabit% 50 Görev Döngüsü Oluşturma

Aşağıdaki şekil, 3 numaralı pini boyunca size sabit% 50 iş çevrimli PWM'ler sağlayacak basit bir konfigürasyonu göstermektedir. Fikir IC 555 veri sayfalarından birinde sunuldu ve bu tasarım, basit ve hızlı bir% 50 sabit görev döngüsü oluşturucu aşamasına ihtiyaç duyan uygulamalar için çok ilginç ve kullanışlı görünüyor.