IC 555 er en ekstremt nyttig og alsidig enhed, der kan anvendes til konfiguration af mange nyttige kredsløb inden for elektronikområdet. Et meget nyttigt træk ved denne IC er dens evne til at generere PWM-impulser, som kan dimensioneres eller behandles efter applikationens eller kredsløbets behov.

Hvad er PWM

PWM står for pulsbreddemodulation, en proces, der involverer styring af pulsbredderne eller ON / OFF-perioderne eller logiske output, der genereres fra en bestemt kilde, såsom et oscillatorkredsløb eller mikrokontroller.

Grundlæggende bruges PWM til at dimensionere eller trimme udgangsspændingen eller effekten af en bestemt belastning i henhold til individuelle krav eller applikationskrav.

Det er en digital måde at kontrollere magt på og er mere effektiv end analoge eller lineære metoder.
Der er mange eksempler, der illustrerer den effektive anvendelse af PWM til styring af de givne parametre.

Det bruges til at kontrollere hastigheden på jævnstrømsmotorer, i invertere til styring af RMS for udgangen AC eller for producerer modificerede sinusbølgeudgange .

Det kan også ses i SMPS-strømforsyninger til styring af udgangsspændingen til præcise niveauer.
Det anvendes også i LED-driverkredsløb for at muliggøre, at LED-dæmpning fungerer.

Det bruges i vid udstrækning i buck / boost-topologier til at udlede nedstyrtede eller optrappede spændinger uden at bruge store transformere.

Så dybest set kan det bruges til at skræddersy en outputparameter i henhold til vores egne præferencer.

Med så mange interessante applikationsmuligheder betyder det, at metoden kan være for kompliceret eller dyr at konfigurere ??

Svaret er bestemt nej. Faktisk kan det meget enkelt implementeres ved hjælp af en enkelt IC, LM555.

Der er grundlæggende to metoder, hvorigennem IC 555 kan bruges til at generere pulsbreddemodulationsoutput. Den første metode bruger kun en enkelt IC 555 og et par tilknyttede dele såsom en dioder, et potentiometer og en kondensator. Den anden metode er ved anvendelse af en standardmonostabil IC 555-konfiguration og anvendelse af et eksternt modulationssignal.

IC 555 PWM ved hjælp af dioder

Den første metode er den enkleste og effektive, som bruger konfigurationen som vist nedenfor:

“dele af fiberoptisk kabel ”

Videodemonstration

Arbejdet med de ovenfor viste to dioder IC 555 PWM kredsløb er ret simpelt. Det er faktisk en standard astabelt multivibrator design med undtagelse af en uafhængig ON / OFF periode kontrol af output.

Som vi ved, at TIL-tiden for IC 555 PWM-kredsløbet besluttes af den tid, det tager af kondensatoren at oplade ved 2/3 Vcc-niveau gennem pin # 7-modstand, og OFF-tiden bestemmes af kondensatorens afladningstid under 1/3 Vcc gennem selve pin nr. 7.

I det ovennævnte enkle PWM-kredsløb kan disse to parametre indstilles uafhængigt eller fastgøres gennem et potentiometer og gennem et par bifurcerende dioder.

“bipolar stepper motor driver kredsløbsdiagram ”

Venstre sidediode, som har sin katode forbundet med stift nr. 7, adskiller OFF-tiden, mens højre diode, der har sin anode tilsluttet stift nr. 7, adskiller TIL-tiden for IC-udgangen.

Når potentiometer skyderarmen er mere mod venstre diode, det får afladningstiden til at falde på grund af lavere modstand over kondensatorens afladningsvej. Dette resulterer i en stigning i ON-tiden og fald i OFF-tiden for IC PWM.

Omvendt, når gryderegleren er mere mod højre diode, får den TIL-tiden til at falde på grund af sænkning af modstanden i gryden på kondensatorens opladningsvej. Dette resulterer i en stigning i OFF-perioden og fald i ON-perioderne for IC-output-PWM'erne.

2) IC 555 PWM ved hjælp af ekstern modulering

Den anden metode er lidt kompleks end ovenstående og kræver en ekstern varierende DC på pin nr. 5 (kontrolindgang) på IC'en til implementering af den proportionalt varierende pulsbredde ved IC-udgangen.

Lad os lære følgende enkle kredsløbskonfiguration:

IC 555 Pinout

Diagrammet viser IC 555 tilsluttet i en let monostabil multivibrator-tilstand. Vi ved, at IC i denne tilstand er i stand til at generere en positiv puls ved pin # 3 som svar på hver eneste negative trigger ved sin pin # 2.

Pulsen ved pin nr. 3 opretholder i en forudbestemt tidsperiode afhængigt af værdierne for Ra og C. Vi kan også se pin nr. 2 og pin nr. 5 tildelt som henholdsvis ur og moduleringsindgange.

Outputtet er taget fra den sædvanlige pin nr. 3 på chippen.

I ovenstående ligefrem konfiguration er IC 555 alt indstillet til at generere de krævede PWM-impulser, det kræver bare en firkantbølgeimpuls eller et urindgang ved sin pin # 2, der bestemmer udgangsfrekvensen og en variabel spændingsindgang ved pin # 5 hvis amplitude eller spændingsniveau bestemmer impulsbreddens dimensioner ved udgangen.

Impulser en pin nr. 2 genererer en tilsvarende vekslende trekantbølger ved pin nr. 6/7 af IC, hvis bredde bestemmes af RA og C timing komponenter.

Denne trekantbølge sammenlignes med det øjeblikkelige mål for spænding, der påføres ved pin nr. 5 til dimensining af PWM-impulser ved pin nr. 3-udgang.

Med enkle ord er vi bare nødt til at levere et pulstog ved pin nr. 2 og en varierende spænding ved pin nr. 5 for at opnå de krævede PWM-impulser ved pin nr. 3 på IC.

Amplituden af spændingen ved pin nr. 5 er direkte ansvarlig for at gøre output PWM-impulser stærkere eller svagere eller simpelthen tykkere eller tyndere.

Modulationsspændingen kan være et signal med meget lav strøm, men alligevel ville det give de tilsigtede resultater.

Antag for eksempel, at vi anvender en 50 Hz firkantbølge ved pin nr. 2 og en konstant 12V ved pin nr. 5, resultatet ved udgangen viser PWM'er med en RMS på 12V og frekvensen 50Hz.

For at reducere RMS er vi bare nødt til at sænke spændingen ved pin nr. 5. Hvis vi varierer det, vil den resulterende være en varierende PWM med forskellige RMS-værdier.

Hvis denne varierende RMS anvendes til et mosfet-drivertrin ved output, vil enhver belastning, der understøttes af mosfet, også reagere med tilsvarende varierende høje og lave resultater.

Hvis en motor er tilsluttet mosfet, vil den reagere med forskellige hastigheder, en lampe med varierende lysintensitet, mens en inverter med modificerede sinusbølgeækvivalenter.

Outputbølgeformen

Ovenstående diskussion kan ses og verificeres fra nedenstående illustration af bølgeformen:

Den øverste bølgeform repræsenterer modulationsspændingen ved pin nr. 5, buen i bølgeformen repræsenterer den stigende spænding og omvendt.

Den anden bølgeform repræsenterer den ensartede urpuls, der påføres ved pin nr. 2. Det er bare for at sætte IC i stand til at skifte med en bestemt frekvens, uden hvilken IC ikke ville være i stand til at arbejde som en PWM-generatorenhed.

Den tredje bølgeform viser den faktiske PWM-generation ved pin nr. 3, vi kan se, at bredden af impulser er direkte proportional med topmodulationssignalet.

Pulsbredderne, der svarer til 'udbulingen', kan ses som meget bredere og tæt placeret, hvilket forholdsmæssigt bliver tyndere og tyndere med faldet i modulationsspændingsniveauet.

Ovennævnte koncept kan meget let og effektivt anvendes i strømstyringsapplikationer som diskuteret tidligere i ovenstående artikel.

“digitale signaler vs analoge signaler ”

Sådan genereres en fast 50% -cyklus fra et IC 555-kredsløb

Følgende figur viser en enkel konfiguration, der giver dig en fast PWM'er med 50% duty cycle på tværs af pin # 3. Ideen blev præsenteret i et af IC 555-databladene, og dette design ser meget interessant og nyttigt ud til applikationer, der har brug for et simpelt og hurtigt 50% genereret trin med fast driftscyklusgenerator.