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NE555构成的直流电机PWM调速器原理分析!

时间:2018-03-21 14:32:01来源:网络转载

导语:​直流电机调速大多使用PWM(脉冲宽度调制)方式实现。NE555可以简便的构成直流电机PWM调速器。

  直流电机调速大多使用PWM(脉冲宽度调制)方式实现。

  PWM调速实际就是改变通断电的时间比例,即:占空比(脉冲宽度)可调的脉冲,从时间上积分以后实现控制电流的大小改变电机的转速。

  NE555可以简便的构成直流电机PWM调速器。下面将向您介绍它的实现原理。

  NE555简介

  NE555是8脚时基IC,大约在1971年由SigneticsCorporation发布,是当时唯一非常快速且商业化的时基IC,之后的40年间被非常普遍地使用,并且被大众延伸出许多的应用电路。

  NE555性能特点:

  仅需简单的电阻、电容便可完成特定的振荡延时功能。延时范围很广从几微秒到几小时都可以实现。

  它的工作电源范围很大,能方便的与TTL,CMOS等逻辑电路配合,即:它的输入输出电平均能与这些逻辑电路的高低电平匹配。

  它的输出电流较大,可直接驱动多种自动控制的负载。

  它的计时精确度高、温度稳定性好,而且价格便宜。

  NE555内部逻辑功能框图

  下面将向您介绍NE555构成的直流电机PWM调速器实现原理。

  步骤1:间接反馈型无稳态震荡器

  NE555构成的间接反馈型无稳态震荡器

  震荡过程:

  CC经过RA和RB给C充电,C电压上升到触发电平后触发翻转。

  触发翻转后7脚放电端对地导通,C通过RB对地放电,C电压下降到复位电平后触发翻转。

  触发翻转后7脚放电端对地阻断,C通过RA和RB再次充电,回到第1步的动作,周而复始。

  电容C充放电时间和频率计算:

  T1(充电时间)=0.693*(RARB)*C

  T2(放电时间)=0.693*RB*C

  F(震荡频率)=1.443/(RA2RB)*C

  震荡器用途:

  脉冲输出、音响报警、家电控制、电子玩具、检测仪器、电源变换、定时器等。

  步骤2:占空比可调的脉冲震荡器

  NE555构成的占空比可调的脉冲震荡器

  震荡过程:

  CC经过R1和RA'和D1给C充电,C电压上升到触发电平后触发翻转。

  触发翻转后7脚放电端对地导通,C通过RB'和D2和R2对地放电,C电压下降到复位电平后触发翻转。

  触发翻转后7脚放电端对地阻断,C通过R1和RA'和D1再次充电,回到第1步的动作,周而复始。

  电容C充放电时间和频率计算:

  其中RA=R1RA'、RB=R2RB’

  T1(充电时间)=0.693*RA*C

  T2(放电时间)=0.693*RB*C

  F(震荡频率)=1.443/(RARB)*C

  震荡器用途:

  同上(步骤1)。

  步骤3:直流电机PWM调速器

  NE555构成的直流电机PWM调速器

  工作原理:

  它是一个占空比可调的脉冲震荡器。电机M是用它的输出脉冲驱动的。

  脉冲的占空比越大(导通时间越长),则电机的驱动电流越大,转速快;

  脉冲的占空比越小(导通时间越短),则点击的驱动电流越小,转速慢。

  因此可以条件RP控制占空比,从而调节电机的转速。

  如果电机的工作电流小于200mA,则可以用NE555第3引脚直接驱动;如果电机需要更大的驱动电流,应增加驱动和功放级,以便匹配电机的输出功率。

  图中D3是续流二极管,在功放管截止(关断)期间为电机驱动电流提供通路,既保证驱动电流的连续性,又可以防止电机线圈的自感反向电动势损坏功放管。

  图中C2和电阻R3是补偿网络,它可以使负载呈现出电阻性质。

  整个电路的脉冲频率在3~5KHz之间;频率太低电机会抖动,太高会因占空比范围太小使得电机调速范围减小。

  通过这三个步骤的原理实践,便可构成一个PWM直流电机调速器,有兴趣的您,可以亲自动手试试。

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