基于IC555的直流燈調(diào)光電路

在這篇文章中，我們將學(xué)習(xí)如何使用IC 555的控制引腳#5來構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的PWM控制的直流調(diào)光電路。

所提出的直流燈調(diào)光器可用于控制工作電壓在6 V至12 V之間的任何直流燈的光強(qiáng)度。

燈可以是任何 12V 白熾燈泡或 LED 燈泡，最高 50 瓦

IC 555的引腳#5如何用于PWM直流燈調(diào)光

IC 555基本上是一個(gè)8引腳振蕩器IC，但它可以配置為實(shí)現(xiàn)各種不同的電路應(yīng)用。

它可以配置為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路（單脈沖定時(shí)器）、非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（ON/OFF振蕩器）、PWM發(fā)生器、延遲定時(shí)器等等。

我們的直流燈調(diào)光器電路中使用的配置是非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和可變PWM發(fā)生器的組合。

從根本上說，假設(shè)引腳#5未連接，電路的工作方式類似于普通的ON/OFF振蕩器，它以特定的頻率速率在其輸出引腳#3上連續(xù)產(chǎn)生ON/OFF脈沖。

這些ON/OFF脈沖的頻率速率和寬度由IC 555的引腳#3、2、6、7上連接的電阻/電容網(wǎng)絡(luò)決定。

然而，一旦作為IC控制引腳的引腳#5與電位計(jì)連接，電路就會(huì)變成可調(diào)PWM發(fā)生器。

通過這種設(shè)置，電路的輸出ON/OFF脈沖現(xiàn)在可以調(diào)整到任何所需的標(biāo)記/空間比。這意味著輸出脈沖的脈沖寬度或ON/OFF持續(xù)時(shí)間現(xiàn)在可以根據(jù)需要使用引腳#5上的此電位器調(diào)整到不同的電平。

當(dāng)MOSFET和燈連接在輸出端時(shí)，它們響應(yīng)這些變化的PWM脈沖，并根據(jù)脈沖寬度調(diào)整對(duì)燈產(chǎn)生調(diào)光或增亮效果。

電路的工作原理

如果移除下圖所示電路圖中IC 555引腳#5處的電位計(jì)RV1，它就變成了一個(gè)普通的非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

以這種形式，它在其輸出引腳#3上產(chǎn)生連續(xù)的ON/OFF脈沖。

電阻R1和電容決定ON/OFF脈沖的頻率，而R2決定脈沖的脈沖寬度。這也意味著R2在某種程度上也可以用來調(diào)節(jié)輸出PWM，盡管R2在這里是一個(gè)固定電阻。

以下公式可用于計(jì)算脈沖的輸出導(dǎo)通時(shí)間和輸出關(guān)斷時(shí)間：

T上≈ 0.7（R1 + R2）C

T關(guān)閉≈ 0.7 R2C

引腳#5上的電位計(jì)如何工作

如上所述，只要我們?cè)谝_#5處連接電位計(jì)RV1，它現(xiàn)在就可以快速調(diào)整IC輸出引腳#3處的PWM。

當(dāng)電位游標(biāo)向正電源移動(dòng)時(shí)，它增加了IC引腳#5上的電位，因此C2的充電時(shí)間增加，放電時(shí)間更快，這導(dǎo)致ON脈沖變寬，OFF脈沖變短。

當(dāng)電位刮水器被拖向電源的接地線時(shí)，情況恰恰相反。

現(xiàn)在引腳#5上的電位減小，導(dǎo)致脈沖的導(dǎo)通時(shí)間縮短，脈沖的關(guān)斷時(shí)間增加。

MOSFET 如何在燈上執(zhí)行調(diào)光功能

MOSFET在這里基本上就像一個(gè)開/關(guān)開關(guān)。

MOSFET 通過來自 MOSFET 柵極引腳 #3 的 PWM 脈沖快速切換。由于燈連接在 MOSFET 的漏極處，因此燈也會(huì)快速打開/關(guān)閉。

然而，由于視覺的持續(xù)存在，我們最終看到燈不斷發(fā)光。

隨著引腳#3的脈沖寬度變化，MOSFET的開關(guān)速率也會(huì)變化。

PWM 如何影響燈泡亮度

當(dāng)調(diào)整RV1以產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)的PWM時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致MOSFET在燈上產(chǎn)生更長(zhǎng)的導(dǎo)通周期和更短的關(guān)斷周期。

同樣，由于視覺的持久性，我們看不到燈的開/關(guān)開關(guān)，而是只能注意到PWM的平均效果，導(dǎo)致燈以相應(yīng)的平均強(qiáng)度發(fā)光。

當(dāng)RV1向正電源軌移動(dòng)時(shí)，脈沖寬度增加，導(dǎo)致平均MOSFET和燈開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間增加。這會(huì)增加直流燈的亮度。

當(dāng)RV1朝接地電源線旋轉(zhuǎn)時(shí)，MOSFET Q1和燈的平均關(guān)斷持續(xù)時(shí)間減少，導(dǎo)致燈的平均強(qiáng)度下降，燈變暗。

因此，當(dāng)RV1游標(biāo)向地線移動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)燈的強(qiáng)度產(chǎn)生調(diào)光效應(yīng)，反之亦然。