ШИМ-генератор IC 555 — обзор схем широтно-импульсной модуляции

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является важным методом проектирования электрических цепей. Он управляет передачей мощности между электрическими компонентами, быстро переключаясь между полной и нулевой передачей мощности. Итак, давайте рассмотрим все, что вам нужно знать о ШИМ-генераторе IC 555.

Что такое широтно-импульсная модуляция?

Рис. 1. Печатная плата диммера с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) зеленого круглого светодиода

ШИМ уменьшает среднюю мощность электрического сигнала, разбивая его на дискретные сигналы ВКЛ и ВЫКЛ. Таким образом, он помогает регулировать или определять выходную мощность или напряжение нагрузки цепи в соответствии с требованиями приложения.

Среднее напряжение будет зависеть от коэффициента заполнения сигнала.

Схема ШИМ-генератора с таймером 555

Рис. 2. Схема контактов IC 555

Принципиальная схема таймера IC 555 в нестабильном режиме

Вы можете использовать таймер IC 555 для различных схем, включая временные задержки, генерацию импульсов, генерацию и широтно-импульсную модуляцию. В этом разделе мы рассмотрим его использование в нестабильных мультивибраторах.

Автономный или нестабильный мультивибратор-генератор представляет собой колебательный контур без устойчивого состояния.

Вот его внутренняя схема.

Рис. 3. Принципиальная схема таймера IC 555 в нестабильном режиме

Подключение контактов 2 и 6 устраняет необходимость во внешнем триггерном импульсе. Контакт 4 — это внешний контакт сброса, который, когда он не используется, должен относиться к Vcc.

Кроме того, отфильтруйте внешний шум, подключив контакт 5 к земле через конденсатор 0,01 мкФ. Затем вы сформируете схему синхронизации резисторов R1, R2 и R3, чтобы определить ширину выходного импульса.

ШИМ IC 555 с использованием диодов

IC 555 PWM с использованием диодов работает как стандартный нестабильный мультивибратор с выходным управлением периода ВКЛ/ВЫКЛ. IC 555 использует свойства диодной цепи и потенциометра для определения периода включения/выключения.

Рис. 4. ШИМ-модуль IC 555 с использованием диодов

Во-первых, вы начнете с подключения цепи, как показано на схеме выше.

Время включения — это время, необходимое для зарядки конденсатора цепи до 2/3 от Vcc. Точно так же время выключения — это период, в течение которого конденсатор разряжается до уровня ниже 1/3 от Vcc.

И вот как вы можете установить время включения/выключения схемы

Во-первых, время включения/выключения можно установить независимо или зафиксировать с помощью раздвоенных диодов и потенциометра. Подходящий боковой диод делит время включения схемы IC 555. Левый боковой диод, катод которого подключен к контакту 7, делит время выключения курса.

Во-вторых, вы можете использовать потенциометр для изменения сопротивления диодной сети. Когда рычаг потенциометра скользит влево, это вызывает уменьшение времени разряда левого диода. Меньшее время разряда увеличивает время включения и уменьшает время выключения таймера IC 555.

Однако смещение рычага потенциометра вправо уменьшает время выключения и увеличивает время включения.

ШИМ IC 555 с внешней модуляцией

В схеме ниже мы подключили нашу микросхему IC 555 в режиме моностабильного мультивибратора. Для каждого отрицательного триггера на выводе 2 IC 555 генерирует положительный импульс на выводе 3. Кроме того, вывод 3 удерживает вибрацию в течение установленного периода, который зависит от значений C и Ra.

Рис. 5. ШИМ-модуль IC 555 с внешней модуляцией

Назначьте контакты два и пять как входы синхронизации и модуляции схемы соответственно. И, если вы правильно установили курс, вы должны получить выходной сигнал от вывода 3. 

И для нашей схемы нам нужно обеспечить тактовый вход или прямоугольный импульс на выводе 2. Это позволяет нам установить частоту на выходе. Кроме того, подайте информацию на пятый контакт, уровень или амплитуда напряжения которого задает ширину импульса.

Следовательно, импульсы на выводе 2 генерируют чередующиеся треугольные волны на крючках 6/7. Здесь значения C и Ra определяют ширину треугольных сигналов.

Подача нескольких импульсов на контакт два и изменение напряжения на контакте пять устанавливает необходимые импульсы ШИМ на контакте 3. Амплитуда напряжения на контакте пять делает выходные импульсы ШИМ тоньше или толще.

Как создать фиксированный рабочий цикл 50 % на основе схемы IC 555

Подключите вашу схему, как показано на схеме ниже, чтобы обеспечить фиксированный рабочий цикл 50% для таймеров 555.

Рис. 6. Как создать рабочий цикл 50 %

Вы можете найти настройку в одном из листов данных IC 555. Он обеспечивает 50-процентный рабочий цикл на выводе 3. Кроме того, конструкция имеет решающее значение для задач и процессов, требующих быстрого и простого 50-процентного фиксированного рабочего цикла.

Заключение

В заключение, таймер IC 555 обеспечивает различные формы выходных сигналов, определяемые RC-цепью.

Следовательно, он находит применение в генераторах рабочего цикла, импульсной позиционной модуляции, цифровых логических пробниках и регуляторах выходного напряжения постоянного тока.

Вы также можете использовать его в импульсных источниках питания (SMPS) для точного управления выходным напряжением.

Свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо комментарии, вопросы или дополнения. Мы с нетерпением ждем вашего ответа.