死区时间设计

设计课题：PWM死区发生器设计与实现设计者：

姓名：

指导教师：

1、系统设计 (4)

1.1设计要求 (4)

1.2方案框图 (4)

2、单元电路的设计 (4)

2.1多谐振荡电路 (4)

2.1.1原理图 (4)

2.1.2工作原理 (5)

2.1.3参数选择 (5)

2.2死区产生电路 (5)

2.2.1原理图 (5)

2.2.2工作原理 (6)

2.2.3参数选择 (6)

3、系统测试结果 (6)

3.1 555引脚3波形 (6)

3.2死区波形 (7)

4、设计总结 (8)

5、参考文献 (8)

6、附录 (8)

元器件清单 (8)

总原理图 (9)

PCB图 (9)

555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。CD4001是四2输入或非门。或非门的逻辑关系特点是只有当输入端全部为低电平时，输出端为高电平状态；在其余输入情况下，输出端为低电平状态。该电路是一种由555定时器和CD4001为核心器件组成的PWM 死区发生器电路，电路简单且易调试。

关键词：555;CD4001;PWM；死区

1、系统设计

1.1设计要求

⑴用555及门电路为主芯片

⑵555芯片<=1片 ，且门电路芯片数<=1片 ⑶开关频率10KHz ⑷输出高电平有效 ⑸占空比可调 ⑹死区时间3us

1.2方案框图

2、单元电路的设计

2.1多谐振荡电路 2.1.1原理图

TRIG

2

OUT

3

4

CVOLT

5

THOLD

6DISCHG

7

8

1

RESET

VCC

GND

U?

555

D2IN4148

D1

IN4148C1103R14K3

RW15K

R W 2

5K

如图所示是用555定时器构成的多谐振荡器，R 1、R W1、R W2、C 1为外接定时元件。多谐振荡器的工作原理为：接通电源时，C1充电，此时引脚3端输出高电平，当充电充到3

2CC

V 时，电容C1放电，引脚3输出低电平，当下降到

3

CC

V 时，电容C1又开始充电，引脚3输出高电平，电路在两个暂稳态之间来回振荡，于是输出端3就产生了矩形脉冲信号。

2.1.3参数选择

T=t W1+t W2=0.7(R 1+R W1+R W2) C 1 频率f=

取C 1=0.01uF ，则R 总=14.3K ，f max =10K ，R W1=5K,R W2=5K,R 1=4.3K V CC =5V

2.2死区产生电路 2.2.1原理图

由555产生的矩形波分成两路：一路经过或非门取反后再经过RC 电路延迟，延迟后的波在与取反后的波进行或非；另一路从555引脚3引出后直接接RC延迟，延迟后的波再与未延迟的波进行或非。这样输出的两路波为所需波。

2.2.3参数选择

RC网络参数：0.7RC=3us

若取C=0.001uF，则R=4.3K

所以C3=C4=0.001uF，R W3=R W4=4.3K

3、系统测试结果

3.1 555引脚3波形

3.2死区波形

4、设计总结

在做完板后刚刚开始上电测试时，往往不是频率达不到要求就是死区时间过大或过小，有时按理论要将电阻改大才能增大死区时间但实际操作时却是改小电阻才出现想要的结果理论与现实产生矛盾。有时需要变电容，有时需要变电阻，这二者需要结合起来一起改变。通过本次设计和测试，进一步了解了实际测量与理想情况的差异。若要想改善电路板的性能，在每个细节上都要十分的注意。

5、参考文献

阎石主编：数字电子技术基础（第五版）

6、附录

元器件清单

总原理图

TRIG

2

OUT

3

4

CVOLT

5

THOLD

6

DISCHG

7

8

1

RESET VCC

GND

U?

555

D2

IN4148

D1

IN4148

C1

103

R1

4K3

RW1

5K

C2

104

C3

C4

VCC

R

W

2

5

K RW3

RW4

1

2

3

U1A

4001

5

6

4

U1B

4001

12

13

11

U1D

4001

UOB

UOA PCB图