Puissant contrôleur PWM. Puissant régulateur PWM Stabilisateur de tension PWM sur 555

Récemment, il est devenu nécessaire d'ajuster le courant de charge dans le chargeur, eh bien, comme cela devrait être le cas dans de tels cas, j'ai fouillé un peu sur Internet et j'ai trouvé un circuit simpleContrôleur PWM minuterie 555.

Ce contrôleur PWM est bien adapté pour régler :

Révolutions du moteur

Luminosité des LED

Ajustements du courant du chargeur

Le circuit fonctionne bien dans la plage jusqu'à 16 V sans altération. Le transistor à effet de champ ne chauffe pratiquement pas dans une charge allant jusqu'à 7A, il n'a donc pas besoin de radiateur.

Vous pouvez mettre n'importe quelle diode, condensateur à peu près de la même valeur que sur le schéma. Les écarts d'un ordre de grandeur n'affectent pas de manière significative le fonctionnement de l'appareil. A 4,7 nanofarads réglés en C1 par exemple, la fréquence chute à 18 kHz, mais elle est quasiment inaudible.

Si, après l'assemblage du circuit, le transistor de commande de clé chauffe, il est fort probable qu'il ne s'ouvre pas complètement. Autrement dit, le transistor présente une chute de tension importante (il est partiellement ouvert) et le courant le traverse. En conséquence, davantage de puissance est dissipée pour le chauffage. Il est souhaitable de mettre le circuit en parallèle en sortie avec de gros condensateurs, sinon il chantera et se régulera mal. Pour ne pas siffler – reprenez C1, le coup de sifflet vient souvent de lui.

Si vous avez besoin d'ajuster en douceur la vitesse du moteur électrique ou la luminosité de la lampe, vous devez regarder dans la direction de la régulation PWM. PWM est l'abréviation du nom long et effrayant de « Modulation de largeur d'impulsion ». Quel est ce nom terrible, vous le comprendrez facilement plus tard à partir des photographies de l'écran de l'oscilloscope, mais pour l'instant regardons le schéma du futur appareil (régulateur).

Le schéma est classique, il n’est sans doute pas réaliste de retrouver déjà l’auteur. En tout cas merci à lui pour ce circuit fiable qui a fait ses preuves au fil des années ! Le cœur du régulateur est un générateur monté sur une dizaine d'éléments connus. Pour commencer, cela vaut la peine de prendre un microcircuit en boîtier DIP, il est plus facile de le souder sur une planche à pain (par exemple, nous utilisons une planche à pain sans soudure).

Nous collectons les éléments selon le schéma. Il s'est avéré quelque chose comme ceci :

Maintenant plus sur les éléments du circuit :

Le condensateur C1 est l'élément principal qui fixe la fréquence de notre Contrôleur PWM. Dans ce cas, nous avons installé un condensateur d'une capacité de 10nF ou 0,001uF (indiqué sur le boîtier par le numéro 102). Dans ce cas, la fréquence du générateur sera d'environ 35 kHz. Vous devrez peut-être réduire la fréquence du circuit, pour cela vous devez AUGMENTER la capacité du condensateur C1.

La diode D3 est nécessaire pour "réinitialiser" les surtensions inductives inverses, d'où viennent-elles - n'y pensez pas encore, nous nous souviendrons du cours de physique scolaire plus tard... L'essentiel, faites attention - la diode doit être Schottky !!! Une simple diode de redressement (pas rapide) n'est pas capable d'un fonctionnement de haute qualité à de telles fréquences et ira rapidement dans un autre monde, dans la Silicon Valley.

Quant au transistor mosfet... N'importe quel transistor adapté à votre taille actuelle fera l'affaire. Pas besoin d'essayer de mettre un transistor avec une marge de courant quintuplée, gardez à l'esprit que plus le mosfet est puissant, plus la capacité de sa grille est grande et, par conséquent, il faut plus de temps pour charger la grille. Avec une longue charge de grille, le transistor fonctionne dans un mode transitoire important et commence à provoquer un réchauffement climatique sur terre, cependant, cela se termine rapidement par la mort du transistor. Dans ce cas, il faut diminuer la fréquence du générateur en augmentant la capacité C1.

Le circuit fonctionne lorsqu'il est alimenté de 5 à 18 Volts, pour une tension plus élevée, il est nécessaire d'assurer une diminution de la tension d'alimentation du microcircuit minuterie, par exemple via un circuit intégré.

La minuterie 555 est largement utilisée dans les appareils de contrôle, par exemple dans PWM - régulateurs de vitesse pour moteurs à courant continu.

Quiconque a déjà utilisé une visseuse sans fil a dû entendre le grincement venant de l'intérieur. Ce sont les enroulements du moteur qui sifflent sous l'influence de la tension de choc générée par le système PWM.

Une autre façon de réguler le régime d'un moteur connecté à une batterie est tout simplement indécente, même si c'est tout à fait possible. Par exemple, connectez simplement un rhéostat puissant en série avec le moteur, ou utilisez un régulateur de tension linéaire réglable avec un grand dissipateur thermique.

Une variante du contrôleur PWM basée sur la minuterie 555 est illustrée à la figure 1.

Le circuit est assez simple et tout est basé sur un multivibrateur, bien que converti en générateur d'impulsions avec un rapport cyclique réglable, qui dépend du rapport entre le taux de charge et de décharge du condensateur C1.

Le condensateur est chargé le long du circuit : + 12V, R1, D1, le côté gauche de la résistance P1, C1, GND. Et le condensateur se décharge le long du circuit : la plaque supérieure C1, le côté droit de la résistance P1, la diode D2, la broche 7 du timer, la plaque inférieure C1. En tournant le curseur de la résistance P1, vous pouvez modifier le rapport des résistances de ses parties gauche et droite, et donc le temps de charge et de décharge du condensateur C1, et par conséquent le rapport cyclique des impulsions.

Figure 1. Schéma du contrôleur PWM sur la minuterie 555

Ce schéma est si populaire qu'il est déjà disponible sous la forme d'un ensemble, illustré dans les figures suivantes.

Figure 2. Diagramme schématique d'un ensemble de régulateur PWM.

Des chronogrammes sont également présentés ici, mais, malheureusement, les valeurs nominales des pièces ne sont pas affichées. Ils sont visibles sur la figure 1, pour laquelle ils sont en fait représentés ici. Au lieu du transistor bipolaire TR1, sans modifier le circuit, vous pouvez utiliser un puissant effet de champ, qui augmentera la puissance de charge.

À propos, un autre élément est apparu sur ce circuit - la diode D4. Son objectif est d'empêcher la décharge du condensateur de synchronisation C1 à travers l'alimentation et la charge - le moteur. Ainsi, la stabilisation de la fréquence PWM est obtenue.

À propos, à l'aide de tels circuits, il est possible de contrôler non seulement la vitesse d'un moteur à courant continu, mais aussi simplement une charge active - une lampe à incandescence ou une sorte d'élément chauffant.

Figure 3. Le circuit imprimé du contrôleur PWM.

Avec un peu de travail, il est tout à fait possible de recréer cela à l'aide d'un des programmes de dessin de circuits imprimés. Cependant, compte tenu de la rareté des pièces, un exemplaire sera plus facile à assembler en le suspendant.

Figure 4. Vue externe de l'ensemble de contrôleurs PWM.

Certes, l'ensemble de marque déjà assemblé est plutôt joli.

Ici, peut-être que quelqu'un posera une question : « La charge dans ces régulateurs est connectée entre le + 12V et le collecteur du transistor de sortie. Mais qu’en est-il, par exemple, dans une voiture, car tout est déjà connecté au sol, à la carrosserie, à la voiture ?

Oui, vous ne pouvez pas contester la masse, ici vous ne pouvez que recommander de déplacer l'interrupteur du transistor sur la rupture du fil « positif ». Une variante possible d'un tel schéma est illustrée à la figure 5.

Figure 5

La figure 6 montre l'étage de sortie MOSFET séparément. Le drain du transistor est connecté à la batterie +12V, la grille "pend" simplement en l'air (ce qui n'est pas recommandé), la charge est connectée au circuit source, dans notre cas une ampoule. Cette figure est présentée simplement pour expliquer le fonctionnement d'un MOSFET.

Figure 6

Pour que le MOSFET s'ouvre, il suffit d'appliquer une tension positive à la grille par rapport à la source. Dans ce cas, l'ampoule s'allumera à pleine température et brillera jusqu'à ce que le transistor soit fermé.

Sur cette figure, le moyen le plus simple de fermer le transistor consiste à court-circuiter la grille vers la source. Et un tel circuit manuel est tout à fait adapté pour vérifier le transistor, mais dans un circuit réel, notamment impulsionnel, vous devrez ajouter quelques détails supplémentaires, comme le montre la figure 5.

Comme mentionné ci-dessus, une source de tension supplémentaire est nécessaire pour ouvrir le transistor MOSFET. Dans notre circuit, son rôle est joué par le condensateur C1, qui est chargé le long du circuit + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Pour ouvrir le transistor VT1, une tension positive doit être appliquée à sa grille à partir d'un condensateur chargé C2. Il est bien évident que cela ne se produira que lorsque le transistor VT2 sera ouvert. Et cela n'est possible que si le transistor optocoupleur OP1 est fermé. Ensuite, la tension positive provenant de la plaque positive du condensateur C2 à travers les résistances R4 et R1 ouvrira le transistor VT2.

À ce stade, le signal d'entrée PWM doit être faible et shunter la LED de l'optocoupleur (cela est souvent appelé inverser les LED). Par conséquent, la LED de l'optocoupleur est éteinte et le transistor est fermé.

Pour fermer le transistor de sortie, vous devez connecter sa grille à la source. Dans notre circuit, cela se produira lorsque le transistor VT3 s'ouvrira, ce qui nécessite que le transistor de sortie de l'optocoupleur OP1 soit ouvert.

Le signal PWM à ce moment a un niveau élevé, donc la LED n'est pas shuntée et émet les rayons infrarouges qui lui sont assignés, le transistor de l'optocoupleur OP1 est ouvert, ce qui entraîne l'extinction de la charge - l'ampoule.

Les feux de jour sont l'une des options permettant d'appliquer un schéma similaire dans une voiture. Dans ce cas, les automobilistes prétendent utiliser des feux de route allumés sans enthousiasme. Le plus souvent, ces conceptions sont sur un microcontrôleur, il y en a beaucoup sur Internet, mais il est plus facile de le faire sur une minuterie 555.

Pilotes pour transistors MOSFET sur la minuterie 555

Le temporisateur intégré 555 a trouvé une autre application dans les onduleurs triphasés, ou comme on les appelle plus communément les entraînements à fréquence contrôlée. L'objectif principal des "chastotniki" est la régulation de la vitesse de rotation des moteurs asynchrones triphasés. Dans la littérature et sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux schémas de variateurs de fréquence faits maison, dont l'intérêt n'a pas disparu à ce jour.

En général, l'idée est la suivante. La tension secteur redressée est convertie en tension triphasée par le contrôleur, comme dans un réseau industriel. Mais la fréquence de cette tension peut changer sous l'influence du contrôleur. Les manières de changer sont différentes, allant du contrôle manuel à la régulation par un système d'automatisation.

Le schéma fonctionnel d'un onduleur triphasé est illustré à la figure 1. Les points A, B, C montrent les trois phases auxquelles le moteur à induction est connecté. Ces phases sont obtenues en commutant des commutateurs à transistors, qui sont représentés sur cette figure comme des transistors IGBT spéciaux.

Figure 1. Schéma fonctionnel d'un onduleur triphasé

Les pilotes pour les interrupteurs d'alimentation de l'onduleur sont installés entre le dispositif de commande (contrôleur) et les interrupteurs d'alimentation. En tant que pilotes, des microcircuits spécialisés de type IR2130 sont utilisés, qui vous permettent de connecter simultanément les six touches au contrôleur - trois supérieures et trois inférieures, et en plus de cela, il offre également toute une gamme de protections. Tous les détails sur cette puce peuvent être trouvés dans la fiche technique.

Et tout irait bien, mais un tel microcircuit est trop cher pour des expériences à domicile. Et ici, notre vieille minuterie intégrée familière 555, alias KR1006VI1, vient à nouveau à la rescousse. Le schéma d'un bras d'un pont triphasé est présenté à la figure 2.

Figure 2. Pilotes pour transistors MOSFET sur une minuterie 555

Les KR1006VI1 fonctionnant en mode de déclenchement Schmitt sont utilisés comme pilotes pour les commutateurs supérieur et inférieur des transistors de puissance. Lors de l'utilisation de la minuterie dans ce mode, il suffit simplement d'obtenir un courant d'impulsion d'ouverture de grille d'au moins 200 mA, ce qui assure une commutation rapide des transistors de sortie.

Les transistors des touches inférieures sont connectés directement au fil commun du contrôleur, il n'y a donc aucune difficulté à contrôler les pilotes - les pilotes inférieurs sont contrôlés directement depuis le contrôleur par des signaux logiques.

La situation avec les touches supérieures est un peu plus compliquée. Tout d'abord, vous devez faire attention à la manière dont les pilotes des touches supérieures sont alimentés. Cette façon de manger s’appelle le « boostrep ». Sa signification est la suivante. La puce DA1 est alimentée par le condensateur C1. Mais comment peut-on le recharger ?

Lorsque le transistor VT2 s'ouvre, la plaque négative du condensateur C1 est pratiquement connectée au fil commun. A ce moment, le condensateur C1 est chargé depuis la source d'alimentation via la diode VD1 jusqu'à une tension de + 12V. Lorsque le transistor VT2 se ferme, la diode VD1 sera également fermée, mais la réserve d'énergie dans le condensateur C1 est suffisante pour déclencher la puce DA1 lors du cycle suivant. Pour réaliser l'isolation galvanique du contrôleur et entre elles, le contrôle des touches supérieures doit être effectué via l'optocoupleur U1.

Cette méthode d'alimentation permet de s'affranchir de la complexité de l'alimentation électrique, de se débrouiller avec une seule tension. Sinon, trois enroulements isolés sur le transformateur, trois redresseurs et trois stabilisateurs seraient nécessaires. Plus de détails sur cette méthode d'alimentation peuvent être trouvés dans les descriptions des microcircuits spécialisés.

Boris Aladychkine, http://électrique.info

Un autre appareil électronique d'une large application.
Il s'agit d'un puissant contrôleur PWM avec un contrôle manuel fluide. Il fonctionne sur une tension constante de 10-50V (il vaut mieux ne pas dépasser la plage 12-40V) et convient pour réguler la puissance de divers consommateurs (lampes, LED, moteurs, radiateurs) avec une consommation de courant maximale de 40A.

Envoyé dans une enveloppe souple standard

Le boîtier est fermé par des loquets qui se cassent facilement, alors ouvrez-le avec précaution.

À l'intérieur de la carte et du bouton du régulateur retiré

Le circuit imprimé est en fibre de verre double face, la soudure et l'installation sont soignées. Connexion via un bornier puissant.

Les fentes d'aération dans le boîtier sont inefficaces, etc. presque entièrement recouvert par le circuit imprimé.

Une fois assemblé, cela ressemble à ceci

Les dimensions réelles sont légèrement plus grandes que celles indiquées : 123x55x40mm

Schéma de principe de l'appareil

La fréquence PWM déclarée est de 12 kHz. La fréquence réelle change dans la plage de 12 à 13 kHz en ajustant la puissance de sortie.
Si nécessaire, la fréquence PWM peut être réduite en soudant le condensateur souhaité en parallèle avec C5 (capacité initiale 1nF). Il n'est pas souhaitable d'augmenter la fréquence, etc. les pertes de commutation augmentent.
La résistance variable possède un interrupteur intégré dans la position la plus à gauche, qui vous permet d'éteindre l'appareil. Il y a également une LED rouge sur la carte qui s'allume lorsque le régulateur est en fonctionnement.
Pour une raison quelconque, le marquage de la puce du contrôleur PWM a été soigneusement effacé, bien qu'il soit facile de deviner qu'il s'agit d'un analogue du NE555 :)
La plage de contrôle est proche des 5-100% déclarés
L'élément CW1 ressemble à un régulateur de courant dans un boîtier à diode, mais je ne suis pas sûr exactement...
Comme pour la plupart des régulateurs de puissance, la régulation s'effectue le long du conducteur négatif. Il n'y a pas de protection contre les courts-circuits.
Sur les mosfets et les montages diodes, il n'y a pas de marquage au départ, ils sont sur des dissipateurs individuels avec de la pâte thermique.
Le régulateur peut fonctionner sur une charge inductive, car à la sortie se trouve un ensemble de diodes Schottky de protection, qui suppriment l'EMF d'auto-induction.
Un test avec un courant de 20 A a montré que les radiateurs chauffent légèrement et peuvent consommer davantage, vraisemblablement jusqu'à 30 A. La résistance totale mesurée des canaux ouverts des travailleurs sur le terrain n'est que de 0,002 Ohm (chute de 0,04 V à un courant de 20 A).
Si vous réduisez la fréquence PWM, tous les 40A déclarés seront retirés. Désolé, je ne peux pas vérifier...

Vous pouvez tirer vos propres conclusions, j'ai aimé l'appareil :)

Je prévois d'acheter +56 Ajouter aux Favoris J'ai aimé la critique +38 +85

Le chemin vers la radio amateur commence, en règle générale, par une tentative d'assemblage de circuits simples. Si, immédiatement après l'assemblage, le circuit commence à montrer des signes de vie - clignotant, bip, clic ou conversation, alors le chemin vers la radio amateur est presque ouvert. Quant à "parler", cela ne fonctionnera probablement pas tout de suite, pour cela vous devrez lire beaucoup de livres, souder et ajuster un certain nombre de circuits, peut-être brûler un gros ou un petit tas de pièces (de préférence un petit) .

Mais les feux clignotants et les tweeters sont obtenus par presque tout le monde à la fois. Et il ne sera tout simplement pas possible de trouver un meilleur élément que de trouver pour ces expériences. Pour commencer, examinons les circuits du générateur, mais avant cela, tournons-nous vers la documentation propriétaire - FICHE TECHNIQUE. Tout d'abord, prêtons attention au schéma graphique de la minuterie, illustré à la figure 1.

Et la figure 2 montre une image d'une minuterie tirée d'un ouvrage de référence national. Ici, il est donné simplement pour la possibilité de comparer les désignations des signaux avec eux et avec nous, en outre, « notre » schéma fonctionnel est représenté plus en détail et plus clairement.

Image 1.

Figure 2.

Vibrateur unique basé sur 555

La figure 3 montre un seul circuit vibrateur. Non, ce n’est pas la moitié d’un multivibrateur, bien qu’il ne puisse pas générer de vibrations à lui seul. Il a besoin d’une aide extérieure, aussi petite soit-elle.

Figure 3. Schéma d'un seul vibrateur

La logique du vibrateur unique est assez simple. L'entrée de déclenchement 2 reçoit une impulsion basse momentanée, comme indiqué sur la figure. En conséquence, la sortie 3 produit une impulsion rectangulaire d'une durée de ΔT = 1,1*R*C. Si nous remplaçons R en ohms et C en farads dans la formule, alors le temps T sera en secondes. Ainsi, avec les kiloohms et les microfarads, le résultat sera en millisecondes.

Et la figure 4 montre comment générer une impulsion de déclenchement à l'aide d'un simple bouton mécanique, bien qu'il puisse s'agir d'un élément semi-conducteur - un microcircuit ou un transistor.

Figure 4

En général, un seul vibrateur (parfois appelé monovibrateur, et les courageux militaires utilisaient le mot relais kipp) fonctionne comme suit. Lorsque le bouton est enfoncé, une impulsion de faible niveau sur la broche 2 fait monter la sortie de la minuterie 3. Ce n'est pas pour rien que ce signal (broche 2) est appelé lancement dans les ouvrages de référence nationaux.

Le transistor connecté à la broche 7 (DISCHARGE) est fermé dans cet état. Rien n'empêche donc de charger le condensateur de mise à l'heure C. A l'époque du relais Kipp, bien sûr, il n'y en avait pas de 555, tout se faisait sur des lampes, au mieux sur des transistors discrets, mais l'algorithme de fonctionnement était le même.

Pendant que le condensateur se charge, la sortie reste élevée. Si à ce moment une autre impulsion est appliquée à l'entrée 2, l'état de la sortie ne changera pas, la durée de l'impulsion de sortie ne pourra pas être réduite ou augmentée de cette manière et le vibrateur unique ne redémarrera pas.

Une autre chose est si vous appliquez une impulsion de réinitialisation (niveau bas) à la broche 4. La sortie 3 passera immédiatement au niveau bas. Le signal "reset" a la priorité la plus élevée et peut donc être émis à tout moment.

À mesure que la charge augmente, la tension sur le condensateur augmente et atteint finalement le niveau de 2/3U. Comme décrit dans l'article précédent, c'est le niveau de déclenchement, le seuil, du comparateur supérieur, qui entraîne la remise à zéro du timer, soit la fin de l'impulsion de sortie.

Sur la broche 3, un niveau bas apparaît et au même moment le transistor VT3 s'ouvre, ce qui décharge le condensateur C. Ceci termine la formation d'impulsions. Si, après la fin de l'impulsion de sortie, mais pas avant, une autre impulsion de déclenchement est appliquée, alors une impulsion de sortie sera formée à la sortie, la même que la première.

Bien entendu, pour le fonctionnement normal du one-shot, l'impulsion de déclenchement doit être plus courte que l'impulsion générée en sortie.

La figure 5 montre un graphique du fonctionnement d'un seul vibrateur.

Figure 5. Programme de fonctionnement d'un seul vibrateur

Comment utiliser un seul vibrateur ?

Ou, comme le disait le chat Matroskin : « Et à quoi servira ce vibrateur unique ? La réponse est qu'il est assez grand. Le fait est que la plage de temporisations pouvant être obtenue à partir de ce vibrateur unique peut atteindre non seulement quelques millisecondes, mais également plusieurs heures. Tout dépend des paramètres de la chaîne de distribution RC.

Voilà, une solution presque toute faite pour éclairer un long couloir. Il suffit de compléter la minuterie avec un relais exécutif ou un simple circuit à thyristors, et de mettre quelques boutons aux extrémités du couloir ! Il a appuyé sur le bouton, a traversé le couloir et n'a pas eu à se soucier d'éteindre l'ampoule. Tout se passera automatiquement à la fin de la temporisation. Eh bien, ce n’est qu’une matière à réflexion. Bien entendu, l’éclairage d’un long couloir n’est pas la seule option permettant d’utiliser un seul vibrateur.

Comment vérifier 555 ?

Le moyen le plus simple est de souder un circuit simple, pour cela presque aucun accessoire n'est nécessaire, à l'exception d'une seule résistance variable et d'une LED pour indiquer l'état de sortie.

Au niveau du microcircuit, les broches 2 et 6 doivent être connectées et une tension modifiée par une résistance variable doit leur être appliquée. Un voltmètre ou une LED peut bien sûr être connecté à la sortie de la minuterie avec une résistance de limitation.

Mais vous ne pouvez rien souder, d'ailleurs, faire des expériences même s'il y a un "manque" du microcircuit lui-même. Des études similaires peuvent être réalisées à l’aide du programme de simulation Multisim. Bien sûr, une telle étude est très primitive, mais elle permet néanmoins de se familiariser avec la logique de la minuterie 555. Les résultats des « travaux de laboratoire » sont présentés dans les figures 6, 7 et 8.

Figure 6

Sur cette figure, vous pouvez voir que la tension d'entrée est régulée par une résistance variable R1. A proximité, vous pouvez voir l'inscription « Key = A », qui indique que la valeur de la résistance peut être modifiée en appuyant sur la touche A. ".

Sur cette figure, la résistance est « emportée » jusqu'à la « masse » elle-même, la tension sur son moteur est proche de zéro (pour plus de clarté, elle est mesurée avec un multimètre). Avec cette position du curseur, la sortie du timer est haute, donc le transistor de sortie est fermé, et la LED1 ne s'allume pas, comme l'indiquent ses flèches blanches.

La figure suivante montre que la tension a légèrement augmenté.

Figure 7

Mais l'augmentation ne s'est pas produite comme ça, mais dans le respect de certaines limites, à savoir les seuils des comparateurs. Le fait est que 1/3 et 2/3, s'ils sont exprimés en fractions décimales sous forme de pourcentage, seront respectivement 33,33... et 66,66.... C'est en pourcentage que la partie saisie de la résistance variable est affichée dans le programme Multisim. Avec une tension d'alimentation de 12 V, cela donnera 4 et 8 volts, ce qui est assez pratique pour la recherche.

Ainsi, la figure 6 montre que la résistance est insérée à 65 % et que la tension à ses bornes est de 7,8 V, ce qui est légèrement inférieur aux 8 volts calculés. Dans ce cas, la LED de sortie est éteinte, c'est-à-dire la sortie de la minuterie est toujours élevée.

Figure 8

Une légère augmentation supplémentaire de la tension aux entrées 2 et 6, de seulement 1 pour cent (le programme ne permet pas moins) conduit à l'allumage de la LED LED1, comme le montre la figure 8 - les flèches près de la LED ont acquis une teinte rouge . Ce comportement du circuit indique que le simulateur Multisim fonctionne avec assez de précision.

Si vous continuez à augmenter la tension aux broches 2 et 6, aucun changement ne se produira à la sortie du temporisateur.

Générateurs sur la minuterie 555

La gamme de fréquences générée par le temporisateur est assez large : de la fréquence la plus basse, dont la période peut atteindre plusieurs heures, jusqu'à des fréquences de plusieurs dizaines de kilohertz. Tout dépend des éléments de la chaîne de distribution.

Si une forme d'onde strictement rectangulaire n'est pas requise, des fréquences allant jusqu'à plusieurs mégahertz peuvent être générées. Parfois, cela est tout à fait acceptable - la forme n'a pas d'importance, mais les impulsions sont présentes. Le plus souvent, une telle négligence quant à la forme des impulsions est autorisée dans la technologie numérique. Par exemple, le compteur d'impulsions réagit à la montée ou à la baisse du pouls. D'accord, dans ce cas, la "rectangularité" du pouls n'a pas d'importance.

Générateur d'impulsions carrées

L'une des options possibles pour un générateur d'impulsions en forme de méandre est illustrée à la figure 9.

Figure 9. Schéma des générateurs d'impulsions en forme de méandre

Les chronogrammes du fonctionnement du générateur sont présentés à la figure 10.

Figure 10. Chronogrammes du fonctionnement du générateur

Le graphique du haut illustre le signal de sortie (broche 3) de la minuterie. Et le graphique du bas montre comment la tension aux bornes du condensateur de synchronisation change.

Tout se passe exactement de la même manière que cela a déjà été considéré dans le circuit mono-coup représenté sur la figure 3, seule l'impulsion unique de déclenchement sur la broche 2 n'est pas utilisée.

Le fait est que lorsque le circuit est allumé, la tension sur le condensateur C1 est nulle, et c'est cette tension qui mettra la sortie de la minuterie dans un état de niveau haut, comme le montre la figure 10. Le condensateur C1 commence à se charger via la résistance R1.

La tension sur le condensateur augmente de façon exponentielle jusqu'à atteindre le seuil du seuil supérieur de fonctionnement 2/3*U. En conséquence, la minuterie passe à l'état zéro, de sorte que le condensateur C1 commence à se décharger jusqu'au seuil inférieur de 1/3*U. Lorsque ce seuil est atteint, la sortie du timer est mise au niveau haut et tout recommence. Une nouvelle période d’oscillation se forme.

Ici, vous devez faire attention au fait que le condensateur C1 est chargé et déchargé via la même résistance R1. Les temps de charge et de décharge sont donc égaux et, par conséquent, la forme des oscillations à la sortie d'un tel générateur est proche d'un méandre.

La fréquence d'oscillation d'un tel générateur est décrite par une formule très complexe f = 0,722/(R1*C1). Si la résistance de la résistance R1 dans les calculs est indiquée en Ohms, et la capacité du condensateur C1 en Farads, alors la fréquence sera en Hertz. Si dans cette formule la résistance est exprimée en kiloohms (KΩ), et la capacité du condensateur est en microfarads (μF), le résultat sera en kilohertz (KHz). Pour obtenir un générateur à fréquence réglable, il suffit de remplacer la résistance R1 par une variable.

Générateur d'impulsions avec cycle de service réglable

Le méandre, bien sûr, est bon, mais il arrive parfois que des situations nécessitent une régulation du rapport cyclique des impulsions. C'est ainsi que s'effectue la fréquence de rotation des moteurs à courant continu (contrôleurs PWM), qui sont à aimant permanent.

Un méandre est une impulsion rectangulaire dans laquelle la durée de l'impulsion (niveau haut t1) est égale au temps de pause (niveau bas t2). Ce nom vient de l'électronique de l'architecture, où un méandre est appelé motif de maçonnerie. La durée totale de l'impulsion et de la pause est appelée période de l'impulsion (T = t1 + t2).

Cycle de service et cycle de service

Le rapport entre la période d’impulsion et sa durée S = T/t1 est appelé rapport cyclique. Cette quantité est sans dimension. Pour un méandre, cet indicateur est de 2, puisque t1 = t2 = 0,5 * T. Dans la littérature anglophone, au lieu du duty cycle, on utilise plus souvent la valeur réciproque, - duty cycle D = 1/S, exprimé en pourcentage.

Si nous améliorons légèrement le générateur illustré à la figure 9, nous pouvons obtenir un générateur avec un rapport cyclique réglable. Un schéma d'un tel générateur est présenté à la figure 11.

Graphique 11.

Dans ce circuit, la charge du condensateur C1 s'effectue via le circuit R1, RP1, VD1. Lorsque la tension sur le condensateur atteint le seuil supérieur 2/3*U, le temporisateur passe à un niveau bas et le condensateur C1 se décharge à travers le circuit VD2, RP1, R1 jusqu'à ce que la tension sur le condensateur descende jusqu'au seuil inférieur 1/ 3*U, après quoi répète le cycle.

Changer la position du curseur RP1 permet d'ajuster la durée de charge et de décharge : si la durée de charge augmente, alors le temps de décharge diminue. Dans ce cas, la période de répétition des impulsions reste inchangée, seul le rapport cyclique, ou rapport cyclique, change. Eh bien, c'est plus pratique pour tout le monde.

Sur la base de la minuterie 555, vous pouvez concevoir non seulement des générateurs, mais également de nombreux autres appareils utiles, qui seront abordés dans le prochain article. À propos, il existe des programmes - des calculatrices pour calculer la fréquence des générateurs sur la minuterie 555, et dans le programme - le simulateur Multisim, il existe un onglet spécial à cet effet.

Boris Aladychkine,

Suite de l'article :