具有通用工作參量特性的脈寬調(diào)制器
脈寬調(diào)制(PWM)有很多應用,包括電壓穩(wěn)壓、功率電平控制、風扇速度控制等。用單4運放芯片的3個運放可以實現(xiàn)這種系統(tǒng)用的PWM電路(圖1)。
因為調(diào)制器用的是運放,所以它適合于廣泛的應用。例如,低功率運放可用于低功率系統(tǒng),高頻運放可用于高頻PWM。圖1所示電路也產(chǎn)生三角波。
圖1所示電路由三角波產(chǎn)生器(U1a和U1b)和比較器(U1c)組成。U1a配置成積分器,U1b配置為帶遲滯的比較器。上電時,比較器的輸出電壓假定為零。
U1a的非倒相輸入偏置在Vcc/2。倒相和非倒相輸入之間的虛連接允許恒定電流(I=Vcc/2)流經(jīng)R。因此,U1A積分器輸出隨時間線性增加。當輸出達到0.75Vcc時,比較器輸出(U1b)變化到最大輸出電壓(Vcc)。在該點,積分器開始去積分,導致輸出電壓線性降低。當達到0.25Vcc時,比較器輸出電壓變到零,而且周期重復。因此,積分器輸出是1個三角波,擺幅在0.25Vcc和0.75Vcc電平之間。
U1c再次比較三角波與dc電平VIN。其輸出是方波,占空比0_100%隨0.25Vcc_0.75Vcc變化(圖2)。
頻率由R、C、R1和R2確定:
f=R2/(CRCR1)
其中R2>R1
R2和R1之比影響工作頻率和三角波的幅度。三角波最大電壓和最小電壓分別為VTH和VTL,幅度擺幅是:
VTH=VCC(R1+R2)/2R2
VTL=VCC(R2-R1)/2R2
其中R2>R1,所以:VTH-VTL=(R1/R2)Vcc (R2>R1)
三角波的峰一峰電壓中心在R3和R4產(chǎn)生的VCC/2偏置電壓。采用所示的電路配置,PWM工作在單電源。對于低功率應用采用微功率運放和較大的電阻器(R,R1_R4),對于高頻應用采用高頻運放。圖中所用運放是單封裝的4運放。
圖1 3運放電路產(chǎn)生涌波和可變脈寬輸出
圖2 電路的PWM和三角波輸出波形
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