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如何将单片机输出的PWM控制信号,变成可以带负载的变化的电压?用单片机的pwm做升压电路

作者:机械网
文章来源:本站

  一般单片机的I/O口输出电流都不大,多在一二十mA左右,只能用来驱动LED灯珠这类小电流负载。若想用单片机I/O口输出的PWM控制信号去控制马达转速、灯泡亮度或驱动蜂鸣器工作,可以三极管或MOS管扩流来带动这些大电流负载。

由于三极管的β有限,在驱动大电流负载时,三极管的基极仍然会从单片机I/O口汲取较大的电流,这样驱动电路变得较复杂,此时可以采用上图所示的MOS管来驱动大电流负载,由于MOS管为电压控制器件,只要MOS管栅极电压的幅度足够大,即可正常驱动负载工作。在采用MOS管驱动负载时,需要注意的是,由于单片机I/O口输出的电压幅度较小,若单片机直接驱动MOS管时,最好选用AO3400、SI2301这类低开启电压的MOS管。

  单片机输出的PWM为控制信号,需要加入控制器件才可以驱动负载

  单片机输出的PWM驱动能比较弱,不能直接驱动负载,需要三极管、MOS管参与才可以控制负载的功率,比如LED亮度控制,直流电机转速,驱动蜂鸣器发声等。

  

  单片机PWM控制LED亮度

  可以用NPN驱动LED,给NPN三极管基极提供高电平时,三极管导通,LED点亮,NPN三极管基极为低电平时,三极管截止,LED熄灭。给NPN三极管的基极提供PWM信号时,LED就会不断的亮灭亮灭,当PWM的频率较高时,我们的眼睛就识别不出LED的闪动,只会看到LED变暗了。如果三路PWM控制红(R)绿(G)蓝(B)三色LED,通过不同的PWM占空比,就可以得到任意的亮度和颜色了。

  单片机PWM控制直流电机转速

  同样,可以通过三极管驱动直流电机,通PWM信号控制三极管的高速导通和截止,就可以实现直流电机的转速控制了。

  在H桥驱动电路中,H2为高电平,H1为低电平时,PWM2设置为低电平,改变PWM1的占空比主可以控制直流电机的正转速度了。

  H1为高电平,H2为低电平时,PWM1设置为低电平,改变PWM2的占空比主可以控制直流电机的反转速度了。

  单片机PWM驱动蜂鸣器发声

  单片机提供的PWM信号符合蜂鸣器的频率要求时,通过三极管的驱动就可以让蜂鸣器发出声音了。比如驱动4KHz频率的蜂鸣器,单片机需要产生4KHz,占空比为50%的PWM信号。

  

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  如果只是提供控制信号给负载,则比较简单

  只需要将单片机输出的PWM信号通过一个R、C滤波电路就可以变成直流电压。R、C滤波电路的时间常数R*C至少需要大于10倍的PWM周期,滤波得到的直流电压纹波才比较小。

  如果需要给负载供电,则需要采用PWM设计一款开关电源

  需要有储能器件,如电感、电容、变压器等,PWM驱动MOS或者IGBT等功率开关器件控制储能器件的通断。

  在功率开关器件导通时,电源向储能器件充电,同时向负载供电;

  在功率开关器件断开时,储能器件向负载供电,由于电感有流过的电流不能突变、电容有施加在两端的电压不能突变的特性。

  当电感、电容合适,PWM频率合适的情况下,输出给负载的电压能保持一个恒定值。

  当PWM的占空比变化时,输出给负载的电压也相应发生变化;

  具体可参照开关电源的原理。

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