UPDATE: Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator (PWM)….

Der vollständige Titel lautet „Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator (PWM) zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators“. Dieser vollständige Titel ist zu lang für die Titelzeile und er vermittelt nicht das eigentliche Ziel dieses Update.

Der Kern liegt in den elektronischen Details, die auch für andere Projekte nützlich sein können. Hier habe ich in Wort und Bild einiges verbessert und erweitert. Ursprünglich ging es um die PWM-Anwendung für einen kleinen DC-Tischventilator mit einer kleinen Leistung von 6 Watt. Mit entsprechenden Ergänzungen, kann man mit der selben Basisschaltung, PWM-Erzeugung mit einem LMC555 oder TLC555 (kein NE555) inklusive Anlaufbeschleunigung, leistungsstärkere DC-Motoren betreiben. Neu ist eine Version mit einem DC-Motor für 24 VDC und maximal 3 A, angedeutet hier im Titelbild mit Bild 1.

Damit die Belastung am Ausgang keine Rückwirkung haben kann auf die Elektronik, die das PWM-Signal erzeugt, eignet sich eine Treiberstufe. Dazu eignet sich durchaus einen zweiten LMC555 oder TLC555 oder aber eine diskrete Schaltung mit zwei Transistoren (BJT). In Bild 2 sieht man eine solche, zwischen Komparator und MOSFET-Schaltstufe.

Dieser Elektronik-Minikurs gehört zur Gruppe, die sich mit der CMOS-Version des 555-Timers (LMC555, TLC555) mit praktischen Anwendungen beschäftigt. Weil hier PWM ein zentrales Thema ist und es zu einem interessanten Vergleich kommt, ist neu die PWM-Methode mit Dreieckgenerator und Komparator mit Pegelshifting ein Thema mit ebenfalls einer praktischen Anwendung. Beide Schaltungs-Varianten haben ihren eigenen Vorteil. Worin dieser besteht wird im neusten Update erklärt. In Bild 2, mit dem Dreieck-Generator, fehlt die ANLAUF-Funktion. Sie ist, wenn überhaupt notwendig, ein Teil der Schaltung, welche die Steuerspannung /Ut liefert. Die seltsame Bezeichnung /Ut ist im Minikurs erklärt und hat seinen Sinn.

Eine Komparatorschaltung neigt oft zum kurzzeitigen Oszillieren (Burst) während der Schaltflanke am Ausgang. In diesem Zustand tritt eine sehr hohe Verstärkung in Erscheinung. Auslöser für solche Bursts sind oft parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten, gegeben u.a. durch die Leiterbahnen. Auch diese Angelegenheit ist hier thematisiert und ebenso auch gleich der „mysteriöse“ Widerstand am Gate-Eingang eines Leistungs-MOSFET.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

 


UPDATE: Opamp/Komparator oder 555er-CMOS: Toggle-Flipflop und Prellfrei-Schaltung

Ursprünglicher Auslöser zu diesem Elektronik-Minikurs, zum Thema mit einem CMOS-555-Timer-IC ein Toggle-Flipflop mit prellfreiem Tasten zu realisieren, war eine Diskussion im ELKO-Forum mit dem Titel „Problem mit FlipFlop“ vom 19.06.2012 von Erhard. Diesen Thread findet man leicht mit der Eingabe dieses Titel im Suchfenster in irgend einer Seite im Elektronik-Kompendium (das ELKO). Olit, ein fleissiges und aktives Forum-Mitglied, hatte eine prima Idee, die ich im Versuch mit einem Steckboard testete. Danach folgten in drei Bildern einige Erweiterungen und eine genaue Beschreibung der Funktionsweise. Dieses Olit’sche 555-Toggle-Flipfop ist natürlich auch zu sehen.

Dazu kam eine weitere Möglichkeit, mit einem Opamp oder Komparator ebenfalls ein Toggle-Flipflop zu realisieren. Sinn macht so etwas dann, wenn in einem analogen Schaltteil, auf einem PCB-Board, ein einzelner Opamp eines Dual- oder Quad-Opamp nicht benötigt wird und dieser gerade für ein Toggle-Flipflop nützlich sein kann, dessen Ausgang z.B. für den digitalen Teil der Schaltung benötigt wird.

UPDATE: Neu dazu gekommen sind Prellfrei-Schaltungen, also Schaltungen die das Prellen von mechanischen Kontakten unterdrücken. Dazu gibt es bekanntlich unterschiedliche Methoden. Hier wird gezeigt wie das mit einem Komparator (oder Opamp) funktioniert und worauf es ankommt, wenn damit schnelle digitale Logik-ICs getaktet werden sollen. Das selbe wird gezeigt mit einem CMOS-555-Timer-IC LMC555 oder TLC555. Das Titelbild hier illustriert diese Thematik. Die drei Bilder erklären im Prinzip schon alles. Die genaue Beschreibung liest man im Minikurs.

Viel Spass und Gruss
Euer ELKO-Thomas