Is bealach simplí agus éifeachtach ó thaobh costais é ciorcad 555 PWM chun cumhacht a rialú ag baint úsáide as modhnú leithead cuisle. Tríd an timthriall dualgais a choigeartú in ionad voltas a ísliú, rialaíonn sé luas mótair, gile LED, agus ualaí eile go héifeachtach le caillteanas teasa íosta. Míníonn an t-alt seo conas a ghineann an lasc ama 555 PWM, conas an ciorcad a thógáil, minicíocht a ríomh, agus saincheisteanna coitianta a réiteach.
Cad is ciorcad 555 PWM ann?
Úsáideann ciorcad 555 PWM an IC lasc ama 555 chun comhartha modhnú leithead cuisle (PWM) a ghiniúint. Is tonn cearnach é PWM inar féidir na hamanna ON agus OFF a choigeartú agus an comhartha ag athrú go leanúnach idir leibhéil arda agus íseal.
In ionad an voltas a ísliú, lasann an ciorcad cumhacht ar agus as ag luas ard. Feabhsaíonn an modh seo éifeachtúlacht toisc go n-oibríonn an gléas aschuir go hiomlán ON nó go hiomlán OFF, ag laghdú caillteanas teasa. Mar gheall ar a dhearadh simplí, ar chostas íseal, agus ar fheidhmíocht chobhsaí, úsáidtear an ciorcad 555 PWM go forleathan in iarratais rialaithe ísealchumhachta agus mheánchumhachta.
555 Pinout lasc ama agus Feidhmeanna Lárnacha
| Uimhir bioráin | Ainm bioráin | Croífheidhm |
|---|---|---|
| Bioráin 1 | GND | Tagairt talún don chiorcad |
| Bioráin 2 | Truicear | Tosaíonn uainiú nuair a thiteann voltas faoi bhun 1/3 VCC |
| Bioráin 3 | Aschur | Soláthraíonn an comhartha aschuir PWM (bain úsáid as MOSFET / tiománaí le haghaidh ualaí cumhachta) |
| Bioráin 4 | Athshocraigh | Fórsaí aschur ÍSEAL nuair a tharraingt ÍSEAL |
| Bioráin 5 | Voltas Rialaithe | Coigeartaíonn leibhéil tairsí inmheánacha (cuir toilleoir beag leis chun torann a laghdú) |
| Bioráin 6 | Tairseach | Críochnaíonn uainiú nuair a sháraíonn voltas 2/3 VCC |
| Bioráin 7 | Urscaoileadh | Scaoileann sé an toilleoir uainiúcháin |
| Bioráin 8 | VCC | Ionchur soláthair cumhachta (5-15 V de ghnáth, ag brath ar an leagan IC) |
Déanann bioráin 2 agus 6 monatóireacht ar an voltas toilleoir uainiúcháin, agus rialaíonn bioráin 7 an cosán urscaoilte. Taobh istigh den 555, athraíonn dhá chomparáideoir stáit nuair a thrasnaíonn an toilleoir 1/3 VCC agus 2/3 VCC, ag cruthú an timthriall luchtaithe-urscaoilte athrá a ghineann PWM ag bioráin 3.
Nóta tiomána aschuir (tábhachtach): Is féidir le bioráin 3 foinse / doirteal atá ann faoi láthair, ach níl sé deartha chun mótair nó ualaí ard-reatha eile a chumhachtú. Braitheann an figiúr "suas le ~ 200 mA" ar an teaghlach IC agus ar choinníollacha oibriúcháin, agus méadaíonn brú srutha ard-aschuir titim voltais agus teas. Caith le bioráin 3 mar chomhartha rialaithe agus bain úsáid as céim MOSFET nó tiománaí ionas go bhfanfaidh an 555 fionnuar agus láimhseáiltear an sruth ualaigh go sábháilte.
Prionsabal Oibre an Chuarda 555 PWM
Úsáideann an ciorcad 555 PWM cumraíocht oscillator asstable chun aschur tonn cearnach a ghiniúint. Scarann potentiometer agus dhá dé-óid stiúrtha cosáin luchtaithe agus urscaoilte an toilleoir uainiúcháin. Ligeann an dearadh seo don timthriall dualgais athrú thar raon leathan agus an minicíocht a choinneáil réasúnta cobhsaí.
• De réir mar a ghearrann an toilleoir, ardaíonn a voltas. Nuair a shroicheann sé 2/3 VCC, athraíonn an 555 an t-aschur ÍSEAL agus gníomhaíonn sé an trasraitheoir urscaoilte (bioráin 7). De réir mar a scaoileann an toilleoir agus titeann sé faoi bhun 1/3 VCC, lascann an t-aschur ARD arís. Táirgeann an timthriall luchtaithe-urscaoilte athfhillteach seo comhartha PWM ag bioráin 3. Athraíonn coigeartú an potentiometer an fhriotaíocht i ngach cosán, rud a athraíonn an cóimheas idir T_ON agus T_OFF.
• Maidir le rialú mótair, tiomáineann bioráin 3 MOSFET loighic a úsáidtear mar lasc íseal-taobh. Sreabhann an sruth mótair tríd an MOSFET agus rialaíonn an 555 lascadh. Cosnaíonn dé-óid flyback ar fud an mhótair i gcoinne spící voltais ionduchtacha.
• Leid minicíochta PWM (comhréiteach tábhachtach): Is minic a roghnaítear raon timpeall 15-20 kHz chun caoineadh mótair inchloiste a laghdú. Mar sin féin, is féidir le minicíocht níos airde caillteanais lasctha MOSFET agus téamh a mhéadú. Má ritheann do MOSFET te, smaoinigh ar an minicíocht a ísliú beagán, tiomáint geata a fheabhsú, nó heatsink a chur leis.
Tuiscint a fháil ar an léaráid chuarda 555 PWM
Cuimsíonn an ciorcad ceithre phríomh-rannóg: soláthar cumhachta, líonra uainiúcháin, céim aschuir, agus comhpháirteanna cosanta.
• Rannóg Cumhachta: Ceanglaíonn bioráin 8 le VCC agus bioráin 1 leis an talamh. Bioráin 4 (RESET) nascann le VCC chun an lasc ama a choinneáil gníomhach. Nascann bioráin 5 leis an talamh trí thoilleoir beag chun an tagairt inmheánach a chobhsú.
• Líonra Uainiúcháin: Ceanglaíonn bioráin 2 agus 6 le chéile agus nascann siad leis an toilleoir uainiúcháin. Cruthaíonn friotairí, potentiometer, agus dé-óidí stiúrtha cosáin luchtaithe agus urscaoilte ar leithligh.
• Aschur agus Céim Tiomáint: Seolann Bioráin 3 an comhartha PWM chuig an ngeata MOSFET trí fhriotóir beag chun torann lasctha a laghdú.
• Comhpháirteanna Cosanta: Ionsúnn dé-óid flyback ar fud an mhótair spící voltais.
Cóimeáil an Chiorcad 555 PWM
Lean na céimeanna seo chun an ciorcad a thógáil agus a fhíorú go hiontaofa:
Cumhacht an lasc ama 555
Ceangail bioráin 8 le VCC agus bioráin 1 leis an talamh. Ceangail bioráin 4 (RESET) le VCC chun múchadh nach dteastaíonn a chosc. Cuir toilleoir 0.01 μF ó bioráin 5 (Voltas Rialaithe) leis an talamh chun torann a laghdú agus cobhsaíocht a fheabhsú.
Tóg an Líonra Uainiúcháin
Ceangail bioráin 2 (Truicear) agus 6 (Tairseach) le chéile. Ceangail an toilleoir uainiúcháin ón nód seo leis an talamh. Cuir na friotóirí leis, potentiometer, agus dé-óidí stiúrtha ionas go n-úsáideann an toilleoir cosáin luchtaithe agus urscaoilte ar leithligh, rud a cheadaíonn coigeartú timthriall dualgais le sruth minicíochta íosta.
Socraigh Minicíocht agus Timthriall Dualgais
Roghnaigh luachanna friotóir agus toilleoir chun minicíocht PWM a shocrú. Maidir le rialú mótair DC, úsáidtear 15-20 kHz go coitianta chun torann inchloiste a laghdú.
Cuir an Chéim MOSFET leis
Ceangail bioráin 3 (Aschur) leis an ngeata MOSFET trí fhriotóir geata 100-220 Ω chun fáinneáil agus spící lasctha a laghdú. Cuir friotóir tarraingthe anuas (10 kΩ de ghnáth) ón ngeata go talamh ionas go bhfanfaidh an MOSFET OFF le linn tosaithe. Le haghaidh socrú tipiciúil íseal-thaobh N-cainéal MOSFET, ceangail an mótar idir VCC agus an draein MOSFET, ceangail an fhoinse MOSFET leis an talamh, agus coinnigh an sreangú ard-reatha gearr agus tiubh go leor do sruth stalla an mhótair
Cuir Comhpháirteanna Cosanta leis
Suiteáil dé-óid flyback díreach trasna na gcríochfoirt mótair chun kickback ionduchtach a chlampáil. Roghnaigh dé-óid rátáil don sruth mótair (lena n-áirítear spící). Cuir toilleoirí díchúplála gar don chiorcad:
• Ceirmeach 0.1 μF in aice leis an bioráin 555 VCC
• Leictrealaíoch 10-100 μF ar fud na ráillí soláthair (in aice leis an iontráil soláthair mótair)
• Leid sreangaithe / leagan amach: Coinnigh cosáin reatha mótair ar leithligh go fisiciúil ón talamh uainiúcháin 555. Cuidíonn cur chuige réalta-talamh le torann agus éagobhsaíocht PWM a laghdú.
Déan tástáil ar an gciorcad
Sula nascann tú an mótar, fíoraigh an t-aschur PWM ag bioráin 3 ag baint úsáide as stiúir le friotóir teorannaithe reatha nó oscilloscope. Deimhnigh go n-athraíonn timthriall dualgais go réidh leis an potentiometer. Tar éis an mótar a nascadh, seiceáil teocht MOSFET le linn na hoibríochta agus rialú luas cobhsaí a fhíorú.
555 Ciorcad PWM vs Comparáid PWM Microcontroller
| Gné | 555 Cuarda PWM | Micrea-rialaitheoir PWM |
|---|---|---|
| Costas | Costas an-íseal | Costas níos airde |
| Castacht | Dearadh simplí ag baint úsáide as comhpháirteanna bunúsacha | Éilíonn cláir agus firmware |
| Clárú Riachtanach | Níl | Tá |
| Cobhsaíocht Minicíochta | Measartha, tionchar ag caoinfhulaingt comhpháirteanna | Ard, rialaithe go digiteach |
| Cruinneas | Cruinneas teoranta | Cruinneas ard agus réiteach fíneáil |
| Cainéil PWM | De ghnáth, aschur aonair | Cainéil PWM iolracha ar fáil |
| Solúbthacht | Dearadh crua-earraí-bhunaithe seasta | An-ríomhchláraithe agus inchoigeartaithe |
| Is Fearr Do | Feidhmchláir shimplí, neamhspleácha | Rialú mótair agus uathoibriú chun cinn |
Buntáistí a bhaineann le Ciorcad 555 PWM a úsáid le haghaidh Rialú Mótair
Nuair a úsáidtear é le haghaidh rialú mótair DC, cuireann ciorcad 555 PWM buntáistí praiticiúla ar fáil a ailíníonn go maith le hiompar leictreach agus meicniúil mótair. Tríd an soláthar a athrú go tapa agus timthriall dualgais a rialú, faigheann an mótar bíoga voltais iomlána agus déantar an meánchumhacht a choigeartú. Ceadaíonn sé seo rialú luas éifeachtach gan na caillteanais mhóra fuinnimh a bhaineann le laghdú voltais líneach.
Coinníonn rialú PWM-bhunaithe chasmhóimint mótair ag luasanna íseal níos éifeachtaí ná modhanna frithsheasmhacha nó líneacha. Toisc go bhfeiceann an mótar voltas beagnach rátáilte le linn gach tréimhse ON, feabhsaítear chasmhóimint tosaigh agus freagairt ualaigh, rud atá úsáideach go háirithe do lucht leanúna, caidéil, agus córais tiomána bheaga a chaithfidh táimhe nó ualach meicniúil athraitheach a shárú.
Déanann an ciorcad 555 PWM dearadh céim cumhachta a shimpliú do mhótair freisin. Leis an lasc ama ag gníomhú ach mar fhoinse comhartha rialaithe agus MOSFET loighic ag láimhseáil an sruth mótair, tá diomailt teasa comhchruinnithe i bhfeiste lasctha amháin, dea-shainithe. Déanann sé seo bainistíocht theirmeach níos éasca agus feabhsaíonn sé iontaofacht fhoriomlán i gcomparáid le dearaí a dhíscaoileann cumhacht ar fud iliomad comhpháirteanna.
Buntáiste eile is ea iompar intuartha faoi thorann leictreach. Gineann mótair spící lasctha agus transients reatha, ach soláthraíonn nádúr analógach an lasc ama 555, in éineacht le díchúpláil agus talamh cuí, giniúint PWM cobhsaí gan tuairteanna firmware nó jitter uainiúcháin. Fágann sé seo go bhfuil an ciorcad oiriúnach do rialú mótair neamhspleách nuair is fearr simplíocht agus stóinseacht thar ríomhchláraitheacht.
Minicíocht PWM agus timthriall dualgais a ríomh
I mód cobhsaí, luchtaíonn agus scaoileann an 555 toilleoir uainiúcháin chun tonn cearnach athfhillteach a ghiniúint. Is é an minicíocht aschuir thart:
f = 1 / (0.693 × (Rcharge + Rdischarge) × C)
Más rud é:
• Rcharge = friotaíocht sa chonair luchtaithe toilleoir
• Rdischarge = friotaíocht sa chonair urscaoilte toilleoir
• C = toilleoir uainiúcháin
Laghdaíonn friotaíocht nó toilleas a mhéadú minicíocht. Ardaíonn laghdú orthu minicíocht.
• Nóta tábhachtach maidir le ciorcaid PWM stiúrtha dé-óid: Nuair a úsáidtear dé-óidí stiúrtha, gearrann an toilleoir trí chonair friotaíochta amháin agus scaoileann sé trí chosán difriúil. Ciallaíonn sé seo go ndéantar TON agus TOFF a rialú níos neamhspleácha, agus is féidir le timthriall dualgais athrú le níos lú éagsúlacht minicíochta ná dearadh bunúsach astable. Chun uainiú a mheas níos cruinne, ríomh gach uair ar leithligh ag baint úsáide as an bhfriotaíocht éifeachtach sa chonair sin.
Ríomhtar timthriall dualgais mar:
Timthriall Dualgais (%) = TON / (TON + TOFF) × 100
Más rud é:
• TON = aschur am ARD
• TOFF = aschur am ÍSEAL
Méadaíonn timthriall dualgais níos airde meánvoltas agus cumhacht ualaigh. Laghdaíonn timthriall dualgais níos ísle meánchumhacht agus an buaicvoltas céanna á choinneáil aige.
Fadhbanna Coitianta agus Fabhtcheartú
Mura n-oibríonn an ciorcad mar a bhíothas ag súil leis, seiceáil na saincheisteanna coitianta seo:
• Ní ritheann an mótar: Deimhnigh voltas soláthair agus naisc talún. Fíoraigh go bhfuil ord bioráin MOSFET (Geata / Draein / Foinse) comhoiriúnach leis an mbileog sonraí. Cinntigh go bhfuil an dé-óid flyback trasna an mhótair sa treo ceart. Seiceáil go dtáirgeann bioráin 3 comhartha PWM agus go bhfuil an geata MOSFET ag fáil é.
• Ritheann an mótar ag luas iomlán amháin: De ghnáth léiríonn sé seo fadhb sreangaithe rialaithe timthriall dualgais. Athsheiceáil sreangú potentiometer agus treoshuíomh dé-óid stiúrtha. Is féidir le dé-óid shorted nó pota miswired cosc a chur ar athruithe ar na friotaíocht luchtaithe / urscaoilte.
• Overheats MOSFET (leathnaithe): Bain úsáid as MOSFET loighic-leibhéal le RDS íseal (ar) ag do voltas geata. Cuimhnigh go bhfuil caillteanas seolta garbh:
P ≈ I² × RDS (ar)
Tabhair faoi deara freisin gur féidir le sruth stalla mótair a bheith 3-10× an sruth reatha, mar sin méid an MOSFET agus an dé-óid dá réir. Má leanann an téamh ar aghaidh, laghdaigh minicíocht PWM beagán, feabhas a chur ar thiomáint geata (céim tiománaí), nó cuir heatsink leis.
• Oibriú éagobhsaí nó torann: Cuir toilleoirí díchúplála (0.1 μF gar don 555 + leictrealaíoch níos mó ar fud an tsoláthair). Coinnigh sreangú gearr agus seachain luaidhe mótair fada. Bain úsáid as talamh réalta nó tuairisceán mótair ard-reatha ar leithligh ó nód talún an 555 chun triggering bréagach a laghdú.
Cuidíonn ilmhéadar le voltais agus leanúnachas a dhearbhú. Is fearr oscilloscóp chun an tonnfhoirm ag bioráin 3, an geata MOSFET, agus na críochfoirt mhótair a sheiceáil.
Iarratais an Chuarda 555 PWM
• Rialú gile faoi stiúir: Athraíonn coigeartú an timthriall dualgais an meán-sruth tríd an stiúir, rud a cheadaíonn dimming réidh gan caillteanas cumhachta suntasach.
• Rialú luas lucht leanúna: Rialaíonn PWM lucht leanúna DC beag go héifeachtach i gcórais fuaraithe, ag laghdú torann agus ag feabhsú éifeachtúlachta fuinnimh i gcomparáid le rialú voltais-bhunaithe.
• Ciorcaid luchtaithe ceallraí bunúsacha: I ndearaí luchtaire simplí, is féidir le PWM cabhrú le sruth luchtaithe a rialáil, cé go dteastaíonn ICanna rialaitheora tiomnaithe ó phróifílí luchtaithe níos airde.
• Giniúint ton fuaime: Trí mhinicíocht a choigeartú in ionad timthriall dualgais, is féidir leis an 555 toin tonn cearnach a ghiniúint le haghaidh dordánaí, aláraim, agus tionscadail fuaime simplí.
• Rialú cumhachta téitheoir: Ceadaíonn PWM seachadadh cumhachta rialaithe d'eilimintí téimh frithsheasmhacha, ag coinneáil teocht níos éifeachtaí ná oibriú leanúnach lánchumhachta.
Conclúid
Is réiteach praiticiúil é an ciorcad 555 PWM fós le haghaidh rialú cumhachta iontaofa in iarratais neamhspleácha. Gan ach cúpla comhpháirt, seachadann sé aschur inchoigeartaithe, lascadh cobhsaí, agus feidhmíocht láidir do mhótair, soilse, agus ualaí den chineál céanna. Trí thuiscint a phrionsabal oibre, ríomhanna, agus tionól cuí, is féidir leat rialtóir PWM éifeachtach a dhearadh atá oiriúnach do go leor tionscadal ísealchumhachta go meánchumhachta.
Ceisteanna Coitianta [Ceisteanna Coitianta]
Cén raon voltais is féidir le ciorcad 555 PWM oibriú go sábháilte?
Oibríonn an chuid is mó de na lasc ama caighdeánach NE555 nó LM555 idir 5V agus 15V DC. Is féidir le níos mó ná 15V damáiste a dhéanamh don IC. Maidir le córais voltais níos ísle (mar shampla loighic 3.3V nó 5V), tá leagan CMOS cosúil leis an TLC555 níos oiriúnaí mar gheall ar thomhaltas cumhachta níos ísle agus éifeachtúlacht fheabhsaithe.
An féidir le ciorcad 555 PWM mótair ard-reatha a rialú go díreach?
Ní hea. Cé gur féidir leis an aschur 555 suas le thart ar 200 mA a fhoinsiú nó a chur go tóin poill, níor chóir go dtiomáinfeadh sé ualaí ard-reatha go díreach. Teastaíonn MOSFET nó trasraitheoir loighic chun sruth mótair a láimhseáil go sábháilte agus róthéamh nó teip IC a chosc.
Conas a choigeartaíonn tú ciorcad 555 PWM le haghaidh timthriall dualgais 100%?
I bhformhór na ndearaí caighdeánacha le dé-óidí stiúrtha, is féidir leis an timthriall dualgais druidim le gar do 0% nó in aice le 100%, ach is annamh a shroicheann sé 100% foirfe mar gheall ar theorainneacha lasctha inmheánacha. Is féidir luachanna friotóir a mhodhnú nó cumraíochtaí malartacha a úsáid an raon coigeartaithe a leathnú.
Cén fáth go bhfuil mo chomhartha 555 PWM torainn nó éagobhsaí?
Is minic a bhíonn torann mar thoradh ar dhroch-thalamh, sreanga fada, nó toilleoirí díchúplála in easnamh. Cuidíonn toilleoir 0.1 μF gar do na bioráin chumhachta 555 agus sreangú a choinneáil gearr le hoibriú a chobhsú agus ascaluithe nach dteastaíonn a laghdú.
An féidir ciorcad 555 PWM a úsáid le haghaidh tionscadail faoi thiomáint ceallraí?
Sea, ach braitheann éifeachtúlacht cumhachta ar na cineálacha 555. Ídíonn leaganacha Bipolar 555 níos mó reatha, rud a dhraenálann cadhnraí níos tapúla. Laghdaíonn leaganacha CMOS reatha fuireachais agus feabhsaíonn siad saol na ceallraí, rud a fhágann go bhfuil siad níos oiriúnaí do dhearaí iniompartha.
