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(yīng)用，包括電壓穩(wěn)壓、功率電平控制、風(fēng)扇速度控制等。用單4運(yùn)放芯片的3個(gè)運(yùn)放可以實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)用的PWM電路（圖1）。
因?yàn)檎{(diào)制器用的是運(yùn)放，所以它適合于廣泛的應(yīng)用。例如，低功率運(yùn)放可用于低功率系統(tǒng)，高頻運(yùn)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(shí)，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(shí)間線性增加。當(dāng)輸出達(dá)到0.75Vcc時(shí)，比較器輸出（U1b）變化到最大輸出電壓（Vcc）。在該點(diǎn)，積分器開(kāi)始去積分，導(dǎo)致輸出電壓線性降低。當(dāng)達(dá)到0.25Vcc時(shí)，比較器輸出電壓變到零，而且周期重復(fù)。因此，積分器輸出是1個(gè)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(duì)于低功率應(yīng)用采用微功率運(yùn)放和較大的電阻器（R，R1_R4），對(duì)于高頻應(yīng)用采用高頻運(yùn)放。圖中所用運(yùn)放是單封裝的4運(yùn)放。
圖1  3運(yùn)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