简单的直流调光电路

　　我设计的处理脉冲宽度调制控制的方法：

　　在这个基于运算放大器的基本非稳态设计中，元件 R1 和 C1 设定工作频率，因为非稳态操作依赖于通过电阻器从运算放大器的输出端反复对电容器充电和放电。其他三个电阻器（R2、R3 和 R4）控制电容器电荷在一个振荡周期内遇到的最小和最大电压。电容器的输出（IC1 的引脚 2）形状像锯齿波，但振荡器的输出（IC1 的引脚 1）可获得方波 (SQW)。对于给定的配置，频率非常接近 5 kHz。

　　这里不使用来自振荡器输出的“固定”（频率和占空比）方波信号（它可用于其他有需求的应用）。相反，第二个运算放大器将锯齿波形（来自 IC1 的引脚 2）与电位器 (P1) 引入的可变电压电平进行比较，以创建具有固定频率但占空比（一个周期内导通时间的百分比）的最终方波信号（IC1 的引脚 7），该方波信号取决于电位器的位置。以下波形图显示了电位器行程对最终输出信号和两个随机方波（一个占空比为 10%，另一个占空比为 90%）的影响。值得注意的一个事实是，微控制器的 0 至 5 V 输出可以替代电位器！

　　尽管 LM358 是一款非常流行且便宜的双运算放大器，但它并不适合所提出的应用！让我解释一下原因：
　　首先，LM358 不是“轨到轨”运算放大器；因此，其电压水平将受到限制，我的基本设计可能无法在任何情况下工作。实际上，LM358 允许其输入下降到负轨，但不允许输入接近正电源轨 1.5 V（即 3.5 V @ 5 V VCC）。此外，输出电压会下降（通常为 1.4 V），因此为 3.6 V（而不是 5 V）。但是，轨到轨运算放大器在较低的工作电压下工作良好，摆动接近电源轨，并提供更宽的动态范围。

　　接下来是运算放大器的“斜率”（在低频非稳态中可能没有争议）。斜率是运算放大器输出在给定时间内的变化率，如果斜率超出要求，它会限制电路运行。LM358 的典型斜率是 0.5 V/μs，但对于以千赫/兆赫级工作的非稳态电路，另一个具有更高斜率的高速运算放大器就足够了。

　　为了说明这一点，我做了一个粗略的计算：在 0.5 V/us 的转换速率下，在标准双电源上，LM358 需要 24 ?s 才能使输出电压在 -6 V 至 6 V 之间变化 12 V。5 kHz 方波的周期为 200 μs，上升沿和下降沿的斜率将占整个波周期的 24%。但对于相同情况下的 50 Hz 方波，这个比例仅为 0.24%。
　　幸运的是，现在我们可以看到许多运算放大器都符合必要的规格，有些运算放大器也可以在 5 V 甚至更低的电压下工作。我的下一个实验将使用一个轨对轨双运算放大器——Fairchild 的 LMV358和/或 Microchip Technology Inc. 的 MCP6562。
　　动力驱动器

　　您可以使用模块的 PWM 输出信号 (OUT) 来控制普通直流灯的亮度，并使用 IRLZ44（或类似）“逻辑电平栅极驱动” MOSFET 来控制小型直流电机的速度。请参阅简化示意图：

　　使用调光器/调节器电路调暗 12 V (0.72 W) LED 标志模块非常简单。在这个实验中，我使用一个带有蓝色 LED 的 5050-3LED 标志模块。

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