具有通用工作参量特性的脉宽调制器

脉宽调制（PWM）有很多应用，包括电压稳压、功率电平控制、风扇速度控制等。用单4运放芯片的3个运放可以实现这种系统用的PWM电路（图1）。
因为调制器用的是运放，所以它适合于广泛的应用。例如，低功率运放可用于低功率系统，高频运放可用于高频PWM。图1所示电路也产生三角波。
图1所示电路由三角波产生器（U1a和U1b）和比较器（U1c）组成。U1a配置成积分器，U1b配置为带迟滞的比较器。上电时，比较器的输出电压假定为零。
U1a的非倒相输入偏置在Vcc/2。倒相和非倒相输入之间的虚连接允许恒定电流（I=Vcc/2）流经R。因此，U1A积分器输出随时间线性增加。当输出达到0.75Vcc时，比较器输出（U1b）变化到最大输出电压（Vcc）。在该点，积分器开始去积分，导致输出电压线性降低。当达到0.25Vcc时，比较器输出电压变到零，而且周期重复。因此，积分器输出是1个三角波，摆幅在0.25Vcc和0.75Vcc电平之间。
U1c再次比较三角波与dc电平VIN。其输出是方波，占空比0_100%随0.25Vcc_0.75Vcc变化（图2）。
频率由R、C、R1和R2确定：
f=R2/(CRCR1)
其中R2＞R1
R2和R1之比影响工作频率和三角波的幅度。三角波最大电压和最小电压分别为VTH和VTL，幅度摆幅是：
VTH=VCC（R1+R2）/2R2
VTL=VCC（R2-R1）/2R2
其中R2＞R1，所以：VTH-VTL=（R1/R2）Vcc  （R2＞R1）
三角波的峰一峰电压中心在R3和R4产生的VCC/2偏置电压。采用所示的电路配置，PWM工作在单电源。对于低功率应用采用微功率运放和较大的电阻器（R，R1_R4），对于高频应用采用高频运放。图中所用运放是单封装的4运放。
图1  3运放电路产生涌波和可变脉宽输出
图2  电路的PWM和三角波输出波形