使用PWM信號控制電機速度的技術非常普遍。該電路使用類似的PWM技術來控制電機速度,并使用IC 555產生PWM信號。對于那些不知道的人, PWM或脈沖寬度調制 ,是一種調制技術,其中輸出脈沖的寬度隨時間而變化。因此,這改變了波的占空比,進而修改了該PWM信號的開和關時間。讓我們看看這個直流電機速度控制電路是如何工作的。
直流電機調速電路工作原理:
該電路的核心是由IC 555制成的非穩態多諧振蕩器。該多諧振蕩器產生一系列方波脈沖作為固定頻率的輸出。通常,非穩態多諧振蕩器的輸出頻率取決于連接到它的電阻器和電容器。
555非穩態多諧振蕩器輸出占空比永遠不會低于50%。為了在輸出中實現PWM信號,我們應該能夠根據需要修改占空比。這就是組件D2,D1,RV2出現的地方。
這種非穩態多諧振蕩器的工作取決于引腳 7、引腳 6 和引腳 2 使用的電阻器和電容器。當電路上電時,電容C1通過電阻R1和RV2充電。但是,如果您注意到電路,來自R1的電流只能通過可變電阻的一個端子,因為D2是反向偏置的。
因此,D1允許電流流過它,RV2對電流表現出一定的阻力,這取決于電位器的位置。當電容器充電時,IC 555的輸出將處于高電平狀態。
一旦電容器充電至2/3 vcc,連接到引腳7的內部放電晶體管就會變為高電平?,F在IC 555的輸出將降至低電平。這迫使電容器通過RV2放電。但這次放電電流通過二極管D2,因為D1是反向偏置的。
RV2對放電電流的電阻將與對電容器充電電流的電阻不同。因此,電容器的放電時間將與充電時間不同。
這種變化的充電和放電時間將改變輸出脈沖的寬度。這導致輸出中出現PWM輸出信號。當RV2的設置方式對來自D1的充電電流表現出非常高的電阻時,輸出脈沖將具有更長的導通時間。
另一方面,這將為通過D2流出的放電電流留下低電阻路徑,因此電容器快速放電,使OFF時間更短。因此,我們將獲得高占空比PWM脈沖。如果我們反轉電阻,相對而言,低時間會更長,而高時間會短得多。這將使我們能夠獲得遠低于50%的PWM信號。
計算:
我們可以執行一個簡單的計算來更好地理解這一點。
充電時間或開啟時間 = 0.693 ( R1 + RV1 ) C2
放電時間或關閉時間 = 0.693 x RV2 x C2
如果可變電阻設置為在端子10和1之間顯示2k電阻。那么這將是RV1對充電路徑的電阻。此時,RV2中的端子3和2將對放電路徑表現出90k電阻。替換上述公式中的值
導通時間 = 0.693 ( 2.2k + 10k ) 1uF
= 8.5 毫秒
關閉時間 = 0.693 x 90k x 1uF
= 62.37 毫秒
T = 導通時間 + 關斷時間 = 8.5ms + 62.37ms = 70.87ms
占空比 = 8.5ms / 70.87ms = 12%
現在,如果我們更改RV1,使終端1和2中的電阻為90k,使終端2和3中的電阻為10k。我們的占空比變化很大
導通時間 = 0.693 ( 2.2k + 90k )1uF
= 63.9 毫秒
關閉時間 = 0.693 x 10k x 1uF
= 6.93毫秒
T = 63.9ms + 6.93ms = 70.83ms
占空比 = 90%
從上面的計算可以看出,提供具有不同電阻的不同充電和放電路徑將使我們能夠從IC 555產生PWM脈沖。修改RV1端子之間的電阻值將修改占空比。
該電路的下一階段是相當的。IC 555的輸出非常低,無法驅動消耗500mA的電機。因此,這里使用晶體管作為開關。PWM信號將驅動晶體管Q1的基極。這根據來自 555 IC 輸出的輸入信號驅動電機。當PWM信號的占空比很高時,電機的速度會很高,反之亦然。二極管D3用于在電機關閉時阻止電機的反向電流。
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