時(shí)間:2018-03-21 14:32:01來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
直流電機(jī)調(diào)速大多使用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式實(shí)現(xiàn)。
PWM調(diào)速實(shí)際就是改變通斷電的時(shí)間比例,即:占空比(脈沖寬度)可調(diào)的脈沖,從時(shí)間上積分以后實(shí)現(xiàn)控制電流的大小改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
NE555可以簡(jiǎn)便的構(gòu)成直流電機(jī)PWM調(diào)速器。下面將向您介紹它的實(shí)現(xiàn)原理。
NE555簡(jiǎn)介
NE555是8腳時(shí)基IC,大約在1971年由SigneticsCorporation發(fā)布,是當(dāng)時(shí)唯一非??焖偾疑虡I(yè)化的時(shí)基IC,之后的40年間被非常普遍地使用,并且被大眾延伸出許多的應(yīng)用電路。
NE555性能特點(diǎn):
僅需簡(jiǎn)單的電阻、電容便可完成特定的振蕩延時(shí)功能。延時(shí)范圍很廣從幾微秒到幾小時(shí)都可以實(shí)現(xiàn)。
它的工作電源范圍很大,能方便的與TTL,CMOS等邏輯電路配合,即:它的輸入輸出電平均能與這些邏輯電路的高低電平匹配。
它的輸出電流較大,可直接驅(qū)動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。
它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定性好,而且價(jià)格便宜。
NE555內(nèi)部邏輯功能框圖
下面將向您介紹NE555構(gòu)成的直流電機(jī)PWM調(diào)速器實(shí)現(xiàn)原理。
步驟1:間接反饋型無(wú)穩(wěn)態(tài)震蕩器
NE555構(gòu)成的間接反饋型無(wú)穩(wěn)態(tài)震蕩器
震蕩過程:
CC經(jīng)過RA和RB給C充電,C電壓上升到觸發(fā)電平后觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。
觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后7腳放電端對(duì)地導(dǎo)通,C通過RB對(duì)地放電,C電壓下降到復(fù)位電平后觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。
觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后7腳放電端對(duì)地阻斷,C通過RA和RB再次充電,回到第1步的動(dòng)作,周而復(fù)始。
電容C充放電時(shí)間和頻率計(jì)算:
T1(充電時(shí)間)=0.693*(RARB)*C
T2(放電時(shí)間)=0.693*RB*C
F(震蕩頻率)=1.443/(RA2RB)*C
震蕩器用途:
脈沖輸出、音響報(bào)警、家電控制、電子玩具、檢測(cè)儀器、電源變換、定時(shí)器等。
步驟2:占空比可調(diào)的脈沖震蕩器
NE555構(gòu)成的占空比可調(diào)的脈沖震蕩器
震蕩過程:
CC經(jīng)過R1和RA'和D1給C充電,C電壓上升到觸發(fā)電平后觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。
觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后7腳放電端對(duì)地導(dǎo)通,C通過RB'和D2和R2對(duì)地放電,C電壓下降到復(fù)位電平后觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。
觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后7腳放電端對(duì)地阻斷,C通過R1和RA'和D1再次充電,回到第1步的動(dòng)作,周而復(fù)始。
電容C充放電時(shí)間和頻率計(jì)算:
其中RA=R1RA'、RB=R2RB’
T1(充電時(shí)間)=0.693*RA*C
T2(放電時(shí)間)=0.693*RB*C
F(震蕩頻率)=1.443/(RARB)*C
震蕩器用途:
同上(步驟1)。
步驟3:直流電機(jī)PWM調(diào)速器
NE555構(gòu)成的直流電機(jī)PWM調(diào)速器
工作原理:
它是一個(gè)占空比可調(diào)的脈沖震蕩器。電機(jī)M是用它的輸出脈沖驅(qū)動(dòng)的。
脈沖的占空比越大(導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)),則電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流越大,轉(zhuǎn)速快;
脈沖的占空比越小(導(dǎo)通時(shí)間越短),則點(diǎn)擊的驅(qū)動(dòng)電流越小,轉(zhuǎn)速慢。
因此可以條件RP控制占空比,從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
如果電機(jī)的工作電流小于200mA,則可以用NE555第3引腳直接驅(qū)動(dòng);如果電機(jī)需要更大的驅(qū)動(dòng)電流,應(yīng)增加驅(qū)動(dòng)和功放級(jí),以便匹配電機(jī)的輸出功率。
圖中D3是續(xù)流二極管,在功放管截止(關(guān)斷)期間為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流提供通路,既保證驅(qū)動(dòng)電流的連續(xù)性,又可以防止電機(jī)線圈的自感反向電動(dòng)勢(shì)損壞功放管。
圖中C2和電阻R3是補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),它可以使負(fù)載呈現(xiàn)出電阻性質(zhì)。
整個(gè)電路的脈沖頻率在3~5KHz之間;頻率太低電機(jī)會(huì)抖動(dòng),太高會(huì)因占空比范圍太小使得電機(jī)調(diào)速范圍減小。
通過這三個(gè)步驟的原理實(shí)踐,便可構(gòu)成一個(gè)PWM直流電機(jī)調(diào)速器,有興趣的您,可以親自動(dòng)手試試。
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