基于555时基电路的0-10V控制输出PWM占空比电路

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基于555时基电路的0-10V控制输出PWM占空比电路 52DIY
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555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖,构思奇巧,用途广泛,备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐,人们将其戏称为伟大的小IC。它可以组成相当多类型的各种电路,常被用于定时器、脉冲产生器和振荡电路。

由于我在DIY过程中,需要简易的电路并且功能尽量强大些,所以选择了555做为PWM脉冲产生的电路,并且需要可调脉宽来控制相应的硬件。网络上有关555时基电路产生PWM的电路非常多,都是采用可调电阻来调整脉宽的占空比,而实际电路中需要需要用0-10V直流电压来控制脉宽的占空比。在网络上搜索了好多天,各种的关键词,甚至GOOGLE的英文网站也没有放过,但就是没有找到比较合理的基于555时基电路的0-10V控制输出PWM占空比的电路。

没办法,自动动手,丰衣足食,根据555时基电路典型的PWM脉宽调制电路进行了一些改进,在Proteus 上进行了模拟运行调试,终于测试通过了使用0-10V直流电压来控制555时基电路产生的PWM脉冲的占空比,基本做到了0V-10V占空比%0-100%的功能。废话不多说,给大家分享下电路图。

基于555时基电路的0-10V控制输出PWM占空比电路

此电路使用一枚NE555做为PWM产生的主要元件,你仔细看电路,555的PWM脉冲并没有从3脚输出,而是取用2、6脚的三角波脉冲(如示波器图中蓝色曲线),进入LM358运算放大器B的反相输入端,正相输入端输入一个可调的基准电压(模拟测试此电压应在4.2V-7.2V变化,对应的PWM占空比在100%-0%变化)来控制7脚输出的畸变方波的占空比来控制三极管Q1的导通和截止,继而在Q1的集电极上输出占空比可以调的方波。

示波器图(黄色:555的3脚输出固定频率脉宽的方波,蓝色:555的6脚输出的三角波,红色:Q1基极输入的可调脉宽方波,绿色Q1集电极输出的可调脉宽方波)

LM358的A运放和R5-R9还有RV1用来实现将0-10V的输入电压转换为7.2V-4.2V的电压变化,其中RV1用来细调PWM脉冲占空比的最高和最低端。此处借鉴了运算放大器的单电源差分放大器

单电源反相输入式交流放大电路

图4是使用单电源的反相输入式交流放大电路。电源V cc通过R1和R 2分压,使运放同相输入端电位单电源的反相输入式交流放大电路公式1为了避免电源的纹波电压对V+电位的干扰,可以在R2两端并联滤波电容C3,消除谐振;由于C1隔直流,使RF引入直流全负反馈。所以,静态时,运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C1通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压并联负反馈。放大电路的电压增益为单电源的反相输入式交流放大电路公式2放大电路的输入电阻Ri≈R,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。

至此,基于555时基电路和LM358N运算放大器的0-10V压控PWM脉冲0%-100%占空比的电路设计完成,少时,将此电路绘制PCB版,焊接零件实际测试,后续将更新到文章中。

电路需要相对稳定的12V直流电源供电,来保证PWM脉宽的占空比可以下至0%,上至100%,电源电压的变化会导致占空比调节不到最高或最低,还有,在0-10V输入中,调节到5V时,占空比并不是50%,这也是这个电路的不足之处,等待后续改进,或者有高手改进后知会我。

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