ה- IC 555 הוא מכשיר שימושי ורב-תכליתי אשר ניתן ליישם לתצורת מעגלים שימושיים רבים בתחום האלקטרוניקה. תכונה שימושית מאוד של IC זה היא יכולתו לייצר פולסים של PWM הניתנים לממד או לעיבוד בהתאם לצרכי היישום או המעגל.

מה זה PWM

PWM מייצג אפנון רוחב דופק, תהליך שכולל שליטה על רוחבי הדופק, או תקופות הפעלה / כיבוי או תפוקות לוגיות הנוצרות ממקור מסוים כגון מעגל מתנד או מיקרו-בקר.

בעיקרון PWM משמש למדידה או זמירה של מתח המוצא או ההספק של עומס מסוים בהתאם לדרישות הפרט או היישום.

זוהי דרך דיגיטלית לשליטה בכוח והיא יעילה יותר משיטות אנלוגיות או לינאריות.
ישנן דוגמאות רבות הממחישות את השימוש היעיל ב- PWM בשליטה על הפרמטרים הנתונים.

הוא משמש לבקרת המהירות של מנועי DC, בממירים לשליטה ב- RMS של הפלט AC או עבור הפקת תפוקת גלי סינוס שונה .

ניתן לראות זאת גם בספקי כוח SMPS לבקרת מתח המוצא לרמות מדויקות.
זה מיושם גם במעגלי נהג LED המאפשרים תפקוד של עמעום LED.

משתמשים בה רבות בטופולוגיות באק / בוסט להפקת מתחים מדורגים או מוגברים ללא שימוש בשנאים מגושמים.

כך שבעצם זה יכול לשמש להתאמת פרמטר פלט לפי העדפותינו.

עם כל כך הרבה אפשרויות יישום מעניינות, זה אומר שהשיטה עשויה להיות מסובכת מדי או יקרה להגדרה ??

התשובה היא בהחלט, לא. למעשה ניתן ליישם בפשטות רבה באמצעות IC יחיד LM555.

יש בעצם שתי שיטות שבאמצעותן ניתן להשתמש ב- IC 555 ליצירת פלט אפנון רוחב הדופק. השיטה הראשונה היא להשתמש רק ב- IC 555 יחיד, ובכמה חלקים נלווים כגון דיודות, פוטנציומטר וקבל. השיטה השנייה היא באמצעות תצורת IC 555 מונוסטאלית סטנדרטית ושימוש באות אפנון חיצוני.

IC 555 PWM באמצעות דיודות

השיטה הראשונה היא הפשוטה והיעילה ביותר, המשתמשת בתצורה כפי שמוצג להלן:

“סוגים שונים של מנועים ויישומיהם ppt ”

הפגנת וידאו

העבודה של שתי הדיודות המוצגות לעיל מעגל IC 555 PWM היא די פשוטה. זה למעשה א עיצוב רב-ויברטור אסטאלי סטנדרטי למעט שליטה עצמאית ב- ON / OFF על הפלט.

כידוע, זמן ההפעלה של מעגל PWM IC 555 נקבע על ידי הזמן שלוקח הקבל שלו להיטען ברמת Vcc 2/3 דרך הנגד סיכה מספר 7, וזמן ה- OFF נקבע על ידי זמן פריקה של הקבל. מתחת ל- Vcc 1/3 דרך הסיכה 7 עצמה.

במעגל ה- PWM הפשוט לעיל, ניתן לקבוע או לתקן באופן עצמאי את שני הפרמטרים הללו באמצעות פוטנציומטר ובאמצעות כמה דיודות מפלגות.

הדיודה בצד שמאל אשר הקתודה שלה מחוברת לסיכה מס '7 מפרידה בין זמן ה- OFF, ואילו הדיודה בצד ימין אשר האנודה שלה מחוברת לסיכה # 7 מפרידה את זמן ה- ON של פלט ה- IC.

כאשר פוטנציומטר זרוע המחוון יותר לכיוון דיודת הצד השמאלית, היא גורמת לזמן הפריקה לרדת, בגלל התנגדות נמוכה יותר לאורך נתיב הפריקה של הקבל. התוצאה היא עלייה בזמן ה- ON, וירידה בזמן ה- OFF של ה- IC PWM.

לעומת זאת, כאשר מחוון הסיר נמצא יותר לכיוון דיודת הצד הימנית, זה גורם לזמן ההפעלה לירידה עקב הורדת התנגדות הסיר בדרך הטעינה של הקבל. התוצאה היא עלייה בתקופת ה- OFF וירידה בתקופות ה- ON של ה- PWM של פלט ה- IC.

2) IC 555 PWM באמצעות אפנון חיצוני

השיטה השנייה מורכבת מעט מהאמור לעיל, ודורשת זרם מתח חיצוני משתנה על סיכה מספר 5 (קלט בקרה) של ה- IC לצורך יישום רוחב הדופק המשתנה באופן יחסי ביציאת ה- IC.

בואו ללמוד את תצורת המעגל הפשוטה הבאה:

IC 555 Pinout

התרשים מציג את ה- IC 555 מחובר במצב רב-ויברטור מונו-יציב. אנו יודעים שבמצב זה ה- IC מסוגל ליצור דופק חיובי בסיכה מס '3 בתגובה לכל טריגר שלילי בודד בסיכה מס' 2.

הדופק בסיכה מס '3 מתקיים לתקופת זמן קבועה מראש בהתאם לערכים של Ra ו- C. אנו יכולים גם לראות את הסיכה מספר 2 וסיכה מס' 5 מוקצים ככניסות שעון ואפנון בהתאמה.

הפלט נלקח מהסיכה 3 הרגילה של השבב.

“ערכות אלקטרוניקה לסטודנטים להנדסה ”

בתצורה הישרה לעיל, ה- IC 555 מוגדר להפקת פולסי PWM נדרשים, הוא רק דורש דופק גל מרובע או קלט שעון בסיכה מס '2, הקובע את תדר המוצא, וכניסת מתח משתנה בסיכה מספר 5. שמשרעתם או רמת המתח מחליטים את ממדי רוחב הדופק ביציאה.

הדופקים סיכה מס '2 מייצרת גלי משולש המתחלפים בהתאמה בסיכה מס' 6/7 של ה- IC, שרוחבם נקבע על ידי רכיבי התזמון של RA ו- C.

גל משולש זה מושווה למדד המתח המיידי המופעל בסיכה מס '5 לצורך מדידה של פעימות ה- PWM בפלט סיכה 3.

במילים פשוטות עלינו רק לספק רכבת פולסים בסיכה מס '2 ומתח משתנה בסיכה מס' 5 להשגת פעימות PWM הנדרשות בסיכה מס '3 של ה- IC.

משרעת המתח בסיכה מס '5 תהיה אחראית ישירות להפיכת פעימות PWM בפלט לחזקות או חלשות יותר, או פשוט עבות יותר או דקות יותר.

מתח האפנון יכול להיות אות זרם נמוך מאוד, ובכל זאת הוא ייתן את התוצאות המיועדות.

לדוגמא נניח שאנחנו מפעילים גל מרובע 50 הרץ בסיכה מס '2 ו 12 וולט קבוע בסיכה מס' 5, התוצאה בפלט תציג PWMs עם RMS של 12 וולט ותדר של 50 הרץ.

להפחתת ה- RMS עלינו רק להוריד את המתח בסיכה מס '5. אם נשתנה אותו התוצאה תהיה PWM משתנה עם ערכי RMS משתנים.

אם RMS משתנה זה מוחל על שלב נהג mosfet בפלט, כל עומס הנתמך על ידי mosfet יגיב גם עם תוצאות גבוהות ונמוכות משתנות בהתאם.

אם מנוע מחובר למוספט, הוא יגיב במהירויות משתנות, מנורה בעוצמות אור משתנות ואילו מהפך עם שווי גל סינוס שונה.

צורת הגל של הפלט

לדיון הנ'ל ניתן לראות ולאמת מהאיור של צורת הגל הנתונה להלן:

צורת הגל העליונה מייצגת את מתח האפנון בסיכה מס '5, הבליטה בצורת הגל מייצגת את המתח העולה ולהיפך.

צורת הגל השנייה מייצגת את דופק השעון האחיד המופעל על סיכה מס '2. זה רק כדי לאפשר ל- IC לעבור בתדר מסוים, שבלעדיו ה- IC לא יוכל לעבוד כמכשיר מחולל PWM.

צורת הגל השלישית מתארת את ייצור ה- PWM בפועל בסיכה מס '3, אנו יכולים לראות שרוחב הפולסים פרופורציונלי ישירות לאות האפנון העליון.

ניתן לראות את רוחבי הדופק המתאימים ל'בליטה 'רחבים ומרווחים מאוד, אשר הופכים באופן יחסי לדקים ודלירים עם הנפילה ברמת מתח האפנון.

הרעיון שלעיל יכול להיות מיושם בקלות וביעילות ביישומי בקרת כוח כפי שנדון קודם במאמר לעיל.

כיצד ליצור מחזור עבודה קבוע של 50% ממעגל IC 555

האיור הבא מציג תצורה פשוטה שתספק לך PWMs מחזור עבודה קבוע של 50% על פני סיכה מס '3 שלו. הרעיון הוצג באחד מגליונות הנתונים של IC 555, ועיצוב זה נראה מאוד מעניין ושימושי עבור יישומים הזקוקים לשלב מחולל מחזור קבוע פשוט ומהיר של 50%.