輕鬆玩轉NE555的PWM模式

ST出品，大名鼎鼎的NE555。年前正好有個小項目用到了它的PWM模式，年後了也都冷靜了。趁著不忙，整理下思路寫個隨筆。和大家分享下。

先說說這個PWM，全名"脈衝寬度調製”，是一種改變方波單一週期內高電平和低電平所佔比例的調製方式。在數字驅動電路中有著極大的用途，往小了說，LED高效調光、馬達調速、抑或是D類功更或者是開關變壓器放基本上都是用PWM調製。

基本原理就像下圖一樣：

圖片引用自：xinwen.eastday.com

PWM 的2個重要參數：頻率和佔空比：

1. 頻率：每秒中的週期性變動重複次數的計量。說到本文，就是指的一秒鐘內一個方波週期從起始到結束一共重複多少次，稱之頻率，單位是Hz。具體到本文，顯而易見的是頻率越高，輸出的紋波就會越細膩，對終端設備的損耗和影響越小。通常驅動感性負載的時候，如果頻率正好落在音頻範圍內，因為感性震盪造成的噪音，是一件很煩人的事情。會讓人聽起來煩躁、刺耳，這是在平時設計一個電路的時候需要注意的地方。

2. 佔空比：佔空比，指的是信號高電平期間在單個波形週期內的比例，計算方式：

   佔空比=((信號高電平時間/單個波形週期*100)%，例如一個方波頻率是1秒，在這一秒內，高電平佔據500ms，低電平佔據500ms，那麼根據公式 佔空比=((0.5s/1s)100=50)%,結果，佔空比=50%。這個佔空比越大，單個週期高電平時間就越少，對外輸出功率就越小，所驅動的終端設備，做功也就越少。明顯的表達呢，比如一顆LED用PWM驅動。那就是佔空比越小，LED亮度越低。 大概就是這個意思啦。

說完這些到處都能搜到的，具體到年前這個小項目上把，項目要求是得到一款不需要太精密，但是對成本特別敏感的小馬達調速電路，只需要手工調速，不需要程序干預，並且不是經常調整。

思來想去，誰最合適啊，ST的NE555哇，質優價廉，聲譽好。。。就是下面這貨，2種封裝，引腳順序通用：

DIP雙列直插封裝

SOP貼片封裝

好了，芯也看到了，黢黑黢黑的，和包黑子一樣。上圖把，說說怎麼用這傢伙實現PWM吧，先上圖：

這就是比較典型的555PWM應用了，說說原理吧

假設1：RX1腳接D1,2腳接中點，3腳接D2；

2：上電一瞬間7腳電平為高，3腳為低，電路開始工作。

1. 此時2、6腳由7腳輸出的電流流經R1>D1>RX充電，待達到C2飽和至Vcc以後輸出端3腳和7腳狀態翻轉。

2. 由於7腳電壓狀態反轉至低電平，造成2、6腳所並聯的C2經由RX>D2>7腳放電至低電平以後輸出端3腳和7腳再次翻轉為步驟1的狀態。

   整個電路就是在步驟1和2之間週而復始的循環，每循環一次完成一次電平由低到高的翻轉。

這時候如果步驟1和2每秒鐘循環100次，那電路的頻率，就是100Hz。具體頻率的換算方式如下：

頻率Hz= 1.44/(R1 * C2)

而圖中，佔空比的比例就很好理解了：

可變電阻RX1-2決定電容C2的充電時間、RX2-3決定C2的放電時間，也就是由可變電阻RX的旋轉角度來決定的，也就 是(RX1-2/(RX1-2+RX2-3))*100=佔空比。

原理說過去了。接下來就是關心3腳的輸出了。具體到這個小項目來說，要求是需要驅動15V，8A左右的負載。

也就是說3腳那微弱的500ma的電流肯定是不夠了，必須放大。

不用多想，75N75就很棒嘛。75V-75A，功率足夠，價格便宜。唯一需要注意的就是75N75的G極驅動要求10V以上，驅動電流越大越好。根據datasheet的說法，G極加2個電阻就可以讓驅動電流來去更加乾脆，波形更趨於方波，以便是MOS工作在開關狀態（MOS開關狀態損耗最小嘛）。選型R5用5歐姆，R3用1K歐姆足矣啦。

上面原理沒大問題了。就要把它變成現實了。

DXP中，轉一下原理圖到PCB，開始佈局，畫線：

看，最終完成後還是滿小巧的嘛，一個鋼鏰大小。這裡做佈局要注意的是，R1、D1、D2、RX 之間的佈線要儘量等長，MOS放置位置應儘量靠近接線端子。同時3腳到R5A再到MOS的G極也應該儘量的短，以免不必要的麻煩。

剩下的，交工廠打樣去啦。期間各種雜亂不表，最後收到樣板的時候，我的心情真的是無語中的無語，NE555的焊盤做壞了，阻焊沒擦去，還得我用小刀子刮，板與板之間的V刻也沒做，工廠說讓我自己用刀子隨便劃一下。在心裡默默問候了幾分鐘工廠老闆全家幾分鐘以後我也只能接受這個現實了，開刀，熱電烙鐵，上架，一把擼以後........

板子正面

板子背面

25W的負載

上視頻，自己看效果：

從效果上來看，其實輸出加個LC電路，應該LED效果就會好多了。風扇噪音也會好些，我這個調的70KHz，也是比較變態了。實際應用上沒必要的。2倍音頻的頻率人耳就沒什麼感覺了。。。

就寫到這裡把。。 各位筒子覺得有用記得點贊關注，感謝大家！！！

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