pwm發(fā)生器設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力電子技術(shù)課程設(shè)計PWM發(fā)生器設(shè)計姓 名： 學 號： 系 別： 專 業(yè)： 年 級： 指導教師： 目錄一、設(shè)計任務(wù)及要求.1二、總體設(shè)計分析.2 1.設(shè)計方案論證.2 2.原理分析.3 3.電路模塊分析.3三、設(shè)計結(jié)果與分析.3 1.電路仿真.3 2.參數(shù)設(shè)定.54、 體會.6五、參考文獻.6六、附錄.6 1.元件清單.6 2.原理圖.7 3.PCB圖.9 摘要：本次設(shè)計是基于NE555的PWM控制電路及其應(yīng)用電路的設(shè)計，利用555電路構(gòu)成一個可控的多諧振蕩器，利用此芯片產(chǎn)生PWM波形構(gòu)成驅(qū)動電路。 關(guān)鍵詞：NE555、PWM控制電路、脈沖封鎖、限流保護、軟啟動1、

2、設(shè)計任務(wù)及要求1.設(shè)計任務(wù) 1.1 用NE555、門電路為主芯片； 1.2 開關(guān)頻率為10KHZ、輸出脈寬可調(diào)、死區(qū)3S； 1.3 具有軟啟動功能、保護封鎖脈沖功能，以及限流控制功能。2.設(shè)計要求 電路設(shè)計設(shè)計方案應(yīng)盡可能簡單、可靠；芯片要用DIP 座，便于芯片回收。二、總體設(shè)計分析1.設(shè)計方案論證NE555芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由3個阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電三極管和緩沖反相器組成。通過555及外部電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生PWM波，此電路方案能實現(xiàn)基本要求，電路較簡單，調(diào)試方便，是一個優(yōu)秀的可實現(xiàn)的方案。2.原理分析 .當電路通電時，Pin 2 (觸發(fā)點)接腳

3、是低電位，因為電容器C2開始放電。這開始振蕩器的周期，造成第3接腳到高電位。當?shù)?接腳到高電位時，電容器C2開始通過R2和對二極管D1充電。當在C1的電壓到達+V的2/3時啟動接腳6，造成輸出接腳(Pin3)跟放電接腳(Pin7)成低電位。 當?shù)?接腳到低電位，電容器C2起動通過R2和D1的放電。當在C2的電壓下跌到+V的1/3以下，輸出接腳(Pin3)和放電接腳(Pin7)接腳到高電位并使電路周期重復。 Pin 5并沒有被外在電壓作輸入使用，因此它與0.01uF電容器相接。 PWM信號的整體頻率在這電路上取決于R2、RP2和C2的數(shù)值。 公式：頻率(Hz)= 1.44/(R2 +2RP2）*

4、 C2 3.電路模塊分析3.1限流保護及脈沖封鎖在負載電路中，有時會出現(xiàn)負載電路電流過大造成負載損壞的事情發(fā)生，為了防止這類事情發(fā)生，在電源部分需要具有相關(guān)的保護功能，在電源電路設(shè)定一個門限，檢測負載電流，當負載電流過大超過門限值的時候，在電源處鎖定脈沖，關(guān)斷開關(guān)管，從而實現(xiàn)對負載電路的保護。而這樣的電路最好要有手動復位的功能，一旦電路過流，PWM就鎖定，直到按下復位按鈕，PWM才能恢復工作。3.1.1方案選擇與比較：過流保護可以通過多種方法來實現(xiàn)，比如說在負載電路串接電阻，限制負載的電流，保護負載?；蛘哂帽ｋU絲，串接如電路，當電路過流時，保險絲熔斷，達到保護電路的作用，等等。但是這些方案沒辦

5、法較精確的控制具體的限流值，并且無法輕松的做到過流后地脈沖封鎖。因而這里采用通過電壓比較器的方案來實現(xiàn)過流保護的功能。對于比較器，有較多的芯片可供選擇，LM324，LM358,LM339,LM393等，其中LM324，LM358是集成運放，LM339,LM393是專業(yè)比較器。通過線路連接也可實現(xiàn)比較器的功能，但又由于前兩者是運放，對于電壓變化的反應(yīng)速度和穩(wěn)定性沒有做為專業(yè)比較器的LM393，LM339那么優(yōu)越。作為電源為了保護負載的安全，和節(jié)省資源，就選用了專業(yè)的雙門比較器LM393。限流保護電路如圖所示，其中二極管的功能是鎖定低電平，用來實現(xiàn)自封鎖脈沖，自鎖開關(guān)用來實現(xiàn)手動復位。過流時LM3

6、93輸出低電平，經(jīng)過與門達到脈沖封鎖的作用，然后通過并接在LM393上的開關(guān)二極管IN4148來達到不能自動復位的結(jié)果（具體過程是，當電路過流，LM393輸出端輸出低電平，從而1N4148導通，使LM393同相輸入端的電壓在0.7v左右，而反向輸入端的電壓固定在2.5V（VCC接5V），所以之后不論同相端怎么變LM939輸出的都是低電平，從而達到不能自恢復的功能），之后按下自鎖開關(guān)，二極管關(guān)斷，使過流保護電路復位，LM393重新輸出高電平。3.2死區(qū)時間：死區(qū)時間是通過RC充放電電路實現(xiàn)的，在這里時間常數(shù)tRC，而74系列TTL門電路的說明如下示：可見，在74系列TTL門電路芯片中是默認2.4

7、v為高電平，也就是電容充電到2.4v左右的時間為死區(qū)時間。那么，VtV0+(V1-V0)* 1-exp(-t/RC)；VCC為5v，把V00V,Vt2.4v，V15V帶入；有：1-exp(-t/RC) 0.48t/RCln（1.92）0.65，去t3*10(-6)sRC4.62*10(-6),于是，理論上取R2.2k，C22000PF可取得近似3us值。3.3脈寬可調(diào)部分：脈寬可調(diào)部分，脈寬可調(diào)在實際的使用時為了控制上下兩個條路的通電時間，來達到控制轉(zhuǎn)換成的交流電壓的有效值，相當于如果負載是直流電機的話，減小脈寬就可使電機轉(zhuǎn)速下降，起到調(diào)速的作用。而之前555主電路的脈寬可調(diào)，僅僅是說其3腳輸

8、出的方波脈寬可調(diào)，但是由于要輸出兩路互補的波形，3號腳輸出的方波經(jīng)過了非門的處理，所以555那邊調(diào)的脈寬并不能算是真正意義上的脈寬可調(diào)，要做到PWM脈寬可調(diào)，必須是兩個橋路能同時可調(diào)。即：要減小脈寬，上路方波脈寬減小，下路方波脈寬也要減小。所以脈寬要可調(diào)就要做到死區(qū)可調(diào)。所以我將上下死區(qū)電阻部分用電位器來調(diào)節(jié)脈寬和死區(qū)。因為在學校庫房沒找到那種5腳的電位器，所以沒法做到上下脈寬同時增大和減小。只能分別調(diào)節(jié)上下電位器。在這里取電容為332，電位器為5k;tRC*0.65理論上死區(qū)在010us左右可調(diào)。3、 設(shè)計結(jié)果與分析1. 電路仿真1.1波形周期1.2 軟啟動1.3死區(qū)時間2. 參數(shù)設(shè)定頻率(Hz)= 1.44/(R2 +2RP2）* C2 死區(qū)時間=R4*C4=R5*C54、 體會5、 參考文獻1華中理工大學電子學教研室編，康華光主編：電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分第四版），高等教育出版社，1999。2清華大學電子學教研組編，童詩白主編：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版），北京高等教育出版社，2006。3.山東大學教研室編，顏世剛主編：電力電子技術(shù)問答（第一版），機械工業(yè)出版社，2007。4、西安交通大學教研室編，王兆安主編：電力電子技術(shù)（第四版），機械