基于IC555的直流電機(jī)速度控制電路

使用PWM信號控制電機(jī)速度的技術(shù)非常普遍。該電路使用類似的PWM技術(shù)來控制電機(jī)速度，并使用IC 555產(chǎn)生PWM信號。對于那些不知道的人， PWM或脈沖寬度調(diào)制 ，是一種調(diào)制技術(shù)，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(jìn)而修改了該P(yáng)WM信號的開和關(guān)時間。讓我們看看這個直流電機(jī)速度控制電路是如何工作的。

直流電機(jī)調(diào)速電路工作原理：

該電路的核心是由IC 555制成的非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。該多諧振蕩器產(chǎn)生一系列方波脈沖作為固定頻率的輸出。通常，非穩(wěn)態(tài)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(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出占空比永遠(yuǎn)不會低于50%。為了在輸出中實(shí)現(xiàn)PWM信號，我們應(yīng)該能夠根據(jù)需要修改占空比。這就是組件D2，D1，RV2出現(xiàn)的地方。

這種非穩(wěn)態(tài)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(dāng)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?yàn)镈2是反向偏置的。

因此，D1允許電流流過它，RV2對電流表現(xiàn)出一定的阻力，這取決于電位器的位置。當(dāng)電容器充電時，IC 555的輸出將處于高電平狀態(tài)。

一旦電容器充電至2/3 vcc，連接到引腳7的內(nèi)部放電晶體管就會變?yōu)楦唠娖健，F(xiàn)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?yàn)镈1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(dǎo)致輸出中出現(xiàn)PWM輸出信號。當(dāng)RV2的設(shè)置方式對來自D1的充電電流表現(xiàn)出非常高的電阻時，輸出脈沖將具有更長的導(dǎo)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(zhuǎn)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(yuǎn)低于50%的PWM信號。

計(jì)算：

我們可以執(zhí)行一個簡單的計(jì)算來更好地理解這一點(diǎn)。

充電時間或開啟時間 = 0.693 （ R1 + RV1 ） C2

放電時間或關(guān)閉時間 = 0.693 x RV2 x C2

如果可變電阻設(shè)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(xiàn)出90k電阻。替換上述公式中的值

導(dǎo)通時間 = 0.693 （ 2.2k + 10k ） 1uF

= 8.5 毫秒

關(guān)閉時間 = 0.693 x 90k x 1uF

= 62.37 毫秒

T = 導(dǎo)通時間 + 關(guān)斷時間 = 8.5ms + 62.37ms = 70.87ms

占空比 = 8.5ms / 70.87ms = 12%

現(xiàn)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(dǎo)通時間 = 0.693 （ 2.2k + 90k ）1uF

= 63.9 毫秒

關(guān)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(jì)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(chǎn)生PWM脈沖。修改RV1端子之間的電阻值將修改占空比。

電機(jī)驅(qū)動器：

該電路的下一階段是相當(dāng)?shù)?。IC 555的輸出非常低，無法驅(qū)動消耗500mA的電機(jī)。因此，這里使用晶體管作為開關(guān)。PWM信號將驅(qū)動晶體管Q1的基極。這根據(jù)來自 555 IC 輸出的輸入信號驅(qū)動電機(jī)。當(dāng)PWM信號的占空比很高時，電機(jī)的速度會很高，反之亦然。二極管D3用于在電機(jī)關(guān)閉時阻止電機(jī)的反向電流。