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新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路

發(fā)布時(shí)間:2014-11-17 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】占空比技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車的精密控制當(dāng)中。PWM脈寬調(diào)制電路中也可能存在占空比。輸出的占空比會(huì)隨著直流控制電路電壓的改變而改變。但是在遇到專用PWM電路的情況時(shí),就需要使用本文詳述的電路。

我們常見的PWM電路實(shí)際上就是用一個(gè)方波周期內(nèi)一定占空比可調(diào)電路,它的基本原理是將一個(gè)頻率固定的鋸齒波信號(hào)和直流控制電壓進(jìn)行一個(gè)比較。

占空比作為一種比值,由脈沖電信號(hào)的通電時(shí)間和周期之比而得來。目前占空比技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用在現(xiàn)代汽車的精密控制當(dāng)中,其實(shí),在PWM脈寬調(diào)制電路當(dāng)中也存在著占空比,我們常見的PWM電路實(shí)際上就是用一個(gè)方波周期內(nèi)一定占空比可調(diào)電路,它的基本原理是將一個(gè)頻率固定的鋸齒波信號(hào)和直流控制電壓進(jìn)行一個(gè)比較。輸出占空比會(huì)隨著直流控制電路的電壓而改變,而在有專用PWM電路的情況下,可以使用以下介紹的電路。

使用雙比較器構(gòu)成的占空比可調(diào)電路

圖1是雙比較器構(gòu)成的占空比可調(diào)電路,電路使用一片雙比較器,比較器(1)為一個(gè)方波振蕩器,在其振蕩電容上引出鋸齒波送到比較器(2)的反相輸入端,比較器(2)的同相輸入端接控制電壓,調(diào)節(jié)RP即可調(diào)節(jié)輸出的占空比(即輸出脈寬),其工作波形如圖2所示。由圖可知,直流控制電壓越高,輸出脈寬越寬,占空比越大;反之,脈寬變窄、占空比變小,而輸出頻率由鋸齒波的頻率決定。

新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖1:雙比較器構(gòu)成的占空比可調(diào)電路
新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖2:工作波形
 
使用單運(yùn)放的占空比可調(diào)電路

電路如圖3所示,單運(yùn)放構(gòu)成一個(gè)脈沖發(fā)生器電路,其振蕩頻率f=1/2RfC,電路中Rf=Rf1+Rf2,電容器C充電經(jīng)D2、Rf2,放電經(jīng)D1、Rfl,改變Rf1與Rf2的比例就可以改變輸出的占空比,其占空比為:
q(%)=Rf1/Rf×100%

新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖3:?jiǎn)芜\(yùn)放的占空比可調(diào)電路

使用CMOS反相器的占空比可調(diào)電路如圖4所示,它是一個(gè)由奇數(shù)的CMOS反相器構(gòu)成的多諧振蕩器。圖中的RP、C決定振蕩頻率。電容C的充、放電回路由D1、D2隔離,調(diào)節(jié)RP即可調(diào)節(jié)占空比。其振蕩頻率:f=1.4RPC。
其占空比:q(%)=Rp1/RP×100%
新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖4:CMOS反相器的占空比可調(diào)電路
 
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使用555定時(shí)器的占空比可調(diào)電路

電路如圖5所示,這是一個(gè)555構(gòu)成的典型多諧振器電路,為使占空比可調(diào),加入了二極管D。由圖可知,電容C的充電回路經(jīng)RP1→D→C;放電回路經(jīng)C→RP2→555的⑦腳。其占空比如下:

q(%)=RP1/RP×100% 調(diào)節(jié)RP即可調(diào)節(jié)輸出脈寬。

新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖5:多諧振器電路
 
使用雙定時(shí)器的占空比可調(diào)電路

電路如圖6所示,圖中555(1)為多諧振蕩器,555(2)為單穩(wěn)電路,只要單穩(wěn)定時(shí)的脈寬小于多諧振蕩器的振蕩周期就能正常工作。調(diào)節(jié)單穩(wěn)定時(shí)電阻RP,就可以調(diào)節(jié)占空比。其占空比為:q(%)=t/T×100%。

t:為單穩(wěn)脈寬
T:為多諧振蕩器周期
新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖6:

其工作過程(波形)如圖7所示。

新手進(jìn)階:幾種由占空比與PWM結(jié)合的簡(jiǎn)單電路
圖7:工作過程圖
 
 
其實(shí)如果準(zhǔn)確的來說,占空比控制也可稱為電控脈寬調(diào)制技術(shù),所以占空比和PWM電路多少存在著一定的聯(lián)系。本文主要介紹了幾種簡(jiǎn)單的占空比可調(diào)脈沖電路,希望大家能通過本篇文章了解到更多關(guān)于占空比和PWM電路的知識(shí),并且靈活的運(yùn)用到電路電子設(shè)計(jì)當(dāng)中。

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