之前的文章中介紹過使用555芯片組成的PWM發生電路,其中有小伙伴留言詢問占空比調節范圍,經過分析該電路可以輸出0-100%范圍內的占空比,但是無法實現兩個邊界值0%及100%,本篇介紹一個基于比較器的PWM發生電路,能夠彌補555電路的缺陷,實現0≤PWM≤100%輸出。
該電路可以分兩部分來分析,第一部分為U1A及外圍電路,第二部分為U1B及外圍電路,取第一部分C1兩端電壓作為第二部分的輸入信號。
第一部分:
- 第一階段:上電初始階段,比較器反相輸入端電壓為0V,同相輸入端電壓取決于R1、R2、R3、R4分壓,可以得出R2兩端電壓大于0V,所以比較器PIN1輸出高電平;
- 第二階段:比較器PIN1輸出高電平VCC,通過R5、C1網絡給C1充電,C1兩端電壓值逐漸增大,當C1兩端電壓大于R2兩端電壓時,比較器PIN1由高電平切換至低電平;
- 第三階段:比較器PIN1輸出低電平0V,此時C1通過R5逐漸放電,C1兩端電壓值逐漸減小,當C1兩端電壓小于R2兩端電壓時,比較器PIN1由低電平切換至高電平。
后續為第二階段與第三階段依次循環,因此比較器PIN1輸出方波信號。值得注意的是,在第二階段R3電阻與R4串聯后再與R1并聯,在第三階段R3電阻與R2并聯,由此可知在U1A的PIN1輸出高低電平時同相輸入端PIN3的基準電壓并不相同,這也是系統能夠持續振蕩的原因。
藍色:A點波形 綠色:B點波形
第二部分:
PIN5同相輸入端提供基準電壓,當PIN6電壓高于PIN5電壓時,PIN7輸出低電平,當PIN6電壓低于PIN5電壓時,PIN7輸出高電平,PIN6為三角波輸入時即可實現PIN7輸出方波,R7為電位器,調節其旋鈕,即可實現輸出方波占空比的變化。C2的作用是初始上電時實現軟啟動,D1的作用是斷電時快速釋放C1上的電荷。
綠色:B點波形 黃色:C點波形 紅色:D點波形
計算數據:
仿真數據: