工作在不同频率的脉宽调制器

工作在不同频率的脉宽调制器

许多应用需要脉宽调制（PWM）电路，如：电压调节器、功率控制、风扇速度控制等。图1所示电路利用三个运算放大器构成了PWM电路，由于运算放大器选择的灵活性，该方案能够满足各种应用的要求，例如，对于低功耗系统，可以选择微功耗运放；而高频运放则可用来实现高频PWM。图1电路还可用于产生三角波。

图1、这个三运放电路可以产生三角波和可调脉宽输出。
　　图1由三角波发生器（U1A、U1B）和比较器（U1C）构成，U1A配制成积分器，U1B配置为带滞回的比较器。上电时，比较器输出电压假设为0V。U1A的同相输入偏置在Vcc/2，按照同相端和反相端的连接方式，R电阻上通过恒定的电流：I = Vcc/2R，为电容C充电，此时，积分器U1A输出随时间线性递增。当它达到0.75Vcc时，比较器输出（U1B）翻转到其最大输出电压（Vcc），使得U1A输出电压开始线性递减。当该电压达到0.25Vcc时，比较器输出再次翻转到0V，U1A输出电压又开始线性递增，如此循环，在积分器输出端得到一个三角波，摆幅在1/4Vcc与3/4Vcc之间。

图2、图1所示电路产生的PWM输出和三角波输出。
　　U1C将三角波输出与一个直流电平进行比较，得到方波输出，方波信号的占空比可在0%至100%范围内调节，对应于VIN的变化范围为：1/4Vcc至3/4Vcc（图2）。方波频率由R、C、R₁、R₂决定：
　　 , 其中：R₂ > R₁
　　其中，R₂ 与R₁ 之比直接影响了工作频率和三角波的幅度，假设VTH为三角波的最大电压，VTH为三角波的最小电压，则三角波输出幅度为：
 　　 　　2 > R₁）
　　2 > R₁)
　　三角波的峰值电压（最大值与最小值电压之差）以Vcc/2偏置电压（由R₃、R₄确定）为中心，这种电路结构允许PWM波形发生器工作在单电源，采用微功耗运放和大阻值电阻（R和R₁-R₄）可以满足低功耗应用的要求；对于高频应用则需选择高速运放。

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