NE555PWM脉宽调制电路分析与实验

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1、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400HZ10KHZ,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，宽度越宽贝卩越亮、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.-LEMPIC1：0.01C20.01555R21KNPNTransistorC3470mF25VTGnd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

2、，因为电容SCI开始放电。这开始振荡器的周期，造成第 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的电压下趺到+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O.OliiF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

3、R1做变化。PWM信号的整体频率在这电路上取决于R1和C1的数值.公式：频率(Hz)二 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(PVM)常常用在开关电源(稳压)中，要使开关电源穩压范围宽(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g萱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4%到99%的脉宽调制器(图4)。它的应用包括高功率开关驱动的电动机速度控制。L Adding a diode and potentlomotor to this 555 timer circuit results

4、 In a wide- range PWM.图仏在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PWM/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9 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P WM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)：f(i-a) x R2

5、+R30.693 x 上 + k(Rl + a x R2)其中,V, - 3 x VD 2 x Vs - 3 x VD J而a是终端2和终端1之间电阻与终端3和终端1之间电阻的比值。选R3=R1, R2=100x R1,这时DF为4%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1 kQ,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:Rl + a x R2一 Rl + 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。

6、L Adding a diode and potentiometer to this 555 tlmor circuit results In a wide- range PWM.图2,这三个波形显示了 Vow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时基电路构成的脉宽调制电路图示出简单的脉宽调制电路及其波形。时钟输入5:宙555的引脚2加入.调制输入电压沧由引脚5输入，因此，输出电压CA脉冲的宽度即与调制信号成止比。改变尺、C 的数值，可以改变输出电压的波形。T = 0,5ms/cni 调制辂入-2V7w

7、3. 2PWM波产生模块(1) NE555内部结构原理GND T28VccTR 27DISv. |j_ thMR 45VC图3.2 NE555引脚图555定时器由3个阻值为5kQ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0.0luF的电容接地，以防止引入

8、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IV -3V,输出电流可达200mA,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O.OluF电容接地，比较器C1和C2的比较电压UR1=2/3VCC.UR2=1/3VCCO当Vn2/3VCC, T21/3VCC时，比较器Cl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VI1V2/3VCC, T21/3VCC

9、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Vn2/3VCC, T21/3VCC时，比较器Cl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VI1V2/3VCC, VI21/3VCC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

10、。图中，cc通过RA, D1向电容充电，充电的时间为tPH0.7RA*C电容器C通过D2, RB及555中的BJT放电，放电时间为tPL0.7RB*C因而，振荡频率为f = l/(tPH + tPL)心 1.43/(RA+ RB)*C可见，这种振荡器输出波形的占空比为q(%0 = (RA/(RA+ RB) * 100%VCCR12kQ：:R2 h1R3 :1kQ：:9 D2SB520 38C1 10nFC2:宁tO.OnF 十VCCOUTPIS THPTR1 con GMTr 11555 TIME R RATED 5 Ext Ing图3.4图3.4占空比可调的方波发生器电路图T2-T1Tim

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