IC 555 PWM-Generator – Ein Blick in Pulsweitenmodulationsschaltungen

Die Pulsweitenmodulation (PWM) ist eine wesentliche Technik beim Entwurf elektrischer Schaltungen. Es steuert die Leistungsübertragung zwischen elektrischen Komponenten durch schnelles Umschalten zwischen voller und keiner Leistungsübertragung. Schauen wir uns also alles an, was Sie über den PWM-Generator IC 555 wissen müssen.

Was ist Pulsweitenmodulation?

Abb. 1:Grüne runde LED-PWM-Dimmerplatine

PWM reduziert die durchschnittliche Leistung eines elektrischen Signals, indem es in diskrete EIN- und AUS-Signale zerlegt wird. Daher hilft es beim Trimmen oder Dimensionieren einer Ausgangsleistung oder -spannung einer Schaltungslast gemäß den Anwendungsanforderungen.

Die durchschnittliche Spannung hängt vom Arbeitszyklus des Signals ab.

555 Timer-PWM-Generatorschaltung

Abb. 2:IC 555-Pinout-Diagramm

IC 555 Timer-Schaltplan für stabilen Modus

Sie können den Timer IC 555 für verschiedene Schaltungen verwenden, darunter Zeitverzögerungen, Impulserzeugung, Oszillation und Impulsbreitenmodulation. In diesem Abschnitt betrachten wir seine Verwendung in astabilen Multivibratoren.

Ein freilaufender oder astabiler Multivibrator-Oszillator ist ein Schwingkreis ohne stabilen Zustand.

Hier ist seine interne Schaltung.

Abb. 3:IC 555 Timer-Schaltplan für stabilen Modus

Durch das Verbinden der Pins 2 und 6 entfällt die Notwendigkeit eines externen Triggerimpulses. Pin 4 ist der externe Reset-Pin, der sich, wenn er nicht verwendet wird, auf Vcc beziehen sollte.

Filtern Sie außerdem das externe Rauschen heraus, indem Sie Pin 5 über einen 0,01-uF-Kondensator mit Masse verbinden. Sie bilden dann eine Zeitschaltung aus den Widerständen R1, R2 und R3, um die Ausgangsimpulsbreite zu bestimmen.

IC 555 PWM mit Dioden

Der IC 555 PWM mit Dioden arbeitet wie ein standardmäßiger astabiler Multivibrator mit einer EIN/AUS-Perioden-Ausgangssteuerung. Der IC 555 verwendet die Eigenschaften des Diodennetzwerks und des Potentiometers, um die Ein-/Ausschaltdauer zu bestimmen.

Abb. 4:IC 555 PWM mit Dioden

Zuerst beginnen Sie mit dem Anschließen der Schaltung, wie in der Abbildung oben gezeigt.

Die Einschaltzeit ist die Zeit, die benötigt wird, um einen Schaltungskondensator auf 2/3 von Vcc aufzuladen. In ähnlicher Weise ist die AUS-Zeit der Zeitraum, in dem sich der Kondensator auf unter 1/3 von Vcc entlädt.

Und hier erfahren Sie, wie Sie die EIN/AUS-Zeit des Schaltkreises einstellen können

Erstens kann die EIN/AUS-Zeit unabhängig eingestellt oder über Bifurkationsdioden und ein Potentiometer fest eingestellt werden. Die geeignete Seitendiode teilt die Einschaltzeit der IC 555-Schaltung. Die linke Diode, deren Kathode mit Pin 7 verbunden ist, teilt die Ausschaltzeit des Kurses.

Zweitens können Sie ein Potentiometer verwenden, um den Widerstand über das Diodennetzwerk zu variieren. Wenn der Potentiometerarm nach links gleitet, bewirkt dies eine Verringerung der Entladezeit der linken Diode. Die niedrigere Entladezeit verlängert die EIN-Zeit und verkürzt die AUS-Zeit des IC 555-Timers.

Durch Verschieben des Potentiometerarms nach rechts wird jedoch die AUS-Zeit verringert und die EIN-Zeit verlängert.

IC 555 PWM mit externer Modulation

In der folgenden Schaltung haben wir unseren IC 555 in einem monostabilen Multivibratormodus angeschlossen. Für jeden negativen Trigger an Pin 2 erzeugt der IC 555 einen positiven Impuls an Pin 3. Außerdem hält Pin 3 die Schwingung für eine eingestellte Zeit, die von den Werten von C und Ra abhängt.

Abb. 5:IC 555 PWM mit externer Modulation

Weisen Sie Pin zwei und fünf als Ihre Takt- bzw. Modulationseingänge von der Schaltung zu. Und wenn Sie Ihren Kurs gut eingestellt haben, sollten Sie eine Ausgabe von Pin 3 erhalten. 

Und für unsere Schaltung müssen wir einen Takteingang oder einen Rechteckimpuls an Pin 2 bereitstellen. Damit können wir die Frequenz des Ausgangs einstellen. Legen Sie außerdem Informationen an Pin fünf an, deren Spannungspegel oder Amplitude die Impulsbreitendimension festlegt.

Daher erzeugen die Impulse an Pin 2 alternierende Dreieckswellen an den Haken 6/7. Hier bestimmen die Werte von C und Ra die Breite der dreieckigen Wellenformen.

Durch Anlegen mehrerer Impulse an Pin 2 und Ändern der Spannung an Pin 5 werden die erforderlichen PWM-Impulse an Pin 3 eingestellt. Die Amplitude der Spannung an Pin 5 macht die ausgegebenen PWM-Impulse dünner oder dicker.

Erzeugen eines festen Arbeitszyklus von 50 % aus einer IC-555-Schaltung

Schließen Sie Ihre Schaltung wie im Diagramm unten gezeigt an, um eine feste Einschaltdauer von 50 % über die 555-Timer zu erzeugen.

Abb. 6:So erzeugen Sie eine Einschaltdauer von 50 %

Den Aufbau finden Sie in einem der Datenblätter des IC 555. Es bietet eine Einschaltdauer von 50 % an Pin 3. Darüber hinaus ist das Design entscheidend für Aufgaben und Prozesse, die eine schnelle und einfache feste Einschaltdauer von 50 % erfordern.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend stellt der Timer IC 555 eine Vielzahl von Ausgangswellenformen bereit, die durch das RC-Netzwerk bestimmt werden.

Folglich hat es Anwendungen in Arbeitszyklusoszillatoren, Pulspositionsmodulation, digitalen Logiksonden und DC-Ausgangsspannungsreglern.

Sie können es auch in Schaltnetzteilen (SMPS) verwenden, um die Ausgangsspannung auf exakte Werte zu regeln.

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