工作在不同頻率的脈寬調制器

工作在不同頻率的脈寬調制器

許多應用需要脈寬調制（PWM）電路，如：電壓調節器、功率控制、風扇速度控制等。圖1所示電路利用三個運算放大器構成了PWM電路，由于運算放大器選擇的靈活性，該方案能夠滿足各種應用的要求，例如，對于低功耗系統，可以選擇微功耗運放；而高頻運放則可用來實現高頻PWM。圖1電路還可用于產生三角波。

圖1、這個三運放電路可以產生三角波和可調脈寬輸出。
　　圖1由三角波發生器（U1A、U1B）和比較器（U1C）構成，U1A配制成積分器，U1B配置為帶滯回的比較器。上電時，比較器輸出電壓假設為0V。U1A的同相輸入偏置在Vcc/2，按照同相端和反相端的連接方式，R電阻上通過恒定的電流：I = Vcc/2R，為電容C充電，此時，積分器U1A輸出隨時間線性遞增。當它達到0.75Vcc時，比較器輸出（U1B）翻轉到其最大輸出電壓（Vcc），使得U1A輸出電壓開始線性遞減。當該電壓達到0.25Vcc時，比較器輸出再次翻轉到0V，U1A輸出電壓又開始線性遞增，如此循環，在積分器輸出端得到一個三角波，擺幅在1/4Vcc與3/4Vcc之間。

圖2、圖1所示電路產生的PWM輸出和三角波輸出。
　　U1C將三角波輸出與一個直流電平進行比較，得到方波輸出，方波信號的占空比可在0%至100%范圍內調節，對應于VIN的變化范圍為：1/4Vcc至3/4Vcc（圖2）。方波頻率由R、C、R₁、R₂決定：
　　 , 其中：R₂ > R₁
　　其中，R₂ 與R₁ 之比直接影響了工作頻率和三角波的幅度，假設VTH為三角波的最大電壓，VTH為三角波的最小電壓，則三角波輸出幅度為：
 　　 　　2 > R₁）
　　2 > R₁)
　　三角波的峰值電壓（最大值與最小值電壓之差）以Vcc/2偏置電壓（由R₃、R₄確定）為中心，這種電路結構允許PWM波形發生器工作在單電源，采用微功耗運放和大阻值電阻（R和R₁-R₄）可以滿足低功耗應用的要求；對于高頻應用則需選擇高速運放。

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