本 555 電路第 2 部分教程繼續(xù)介紹555 定時器的操作。本第二部分教程介紹了使用 555 作為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器時可以構(gòu)建的一些實(shí)際用途和電路。
　關(guān)于 555 定時器的教程中回想一下，要使其作為方波振蕩器振蕩，我們需要以定時周期T不斷重新觸發(fā)它，因此輸出頻率?由定時電容器C和反饋電阻R A和R B設(shè)置。占空比D以及頻率由這些定時電阻的比率控制。
　　考慮到這一點(diǎn)，我們可以設(shè)計(jì)基本的 555 多諧振蕩器，使用如圖所示的首選組件值，為我們提供約 1500 赫茲的輸出頻率。　　基本 555 多諧振蕩器電路

　　555 電路第 2 部分 多諧振蕩器電路
　　使用給定的組件值將產(chǎn)生以下值：t 1  = 375uS，t 2  = 325uS，T = 700uS，? = 1430Hz或1.43kHz以及占空比D約為0.535或53.5%。
　　還要注意，由于占空比為 53.5%，當(dāng) 555 非穩(wěn)態(tài)振蕩器連接到 9 伏電源電壓時，輸出端 3 腳上的平均輸出直流等效電壓將為：9*0.535 約等于 4.8 伏，當(dāng)連接到 15 伏電源電壓時，等效直流輸出電壓將為 15*0.535，約等于 8 伏。該電壓水平代表直流輸入電壓（V IN到連接的電壓倍增器電路）。
　　555電壓倍增器
　　變壓器是一種非常有效的設(shè)備，可將交流初級輸入電壓轉(zhuǎn)換為次級輸出電壓，相對于初級電壓，可升高或降低次級電壓。但如果我們想將穩(wěn)定狀態(tài)的直流電壓從一個值轉(zhuǎn)換為另一個值，那么我們就不能使用變壓器了。
　　555 定時器可用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為更高的直流電壓，甚至只需在其輸出引腳上添加一些額外元件即可反轉(zhuǎn)直流電壓的極性。許多電子應(yīng)用需要不同的低電流電壓源來為電路的不同部分供電，上述簡單的 555 振蕩器配置為無變壓器直流-直流電壓倍增器，用于滿足許多此類低功耗應(yīng)用。
　　555倍壓電路
　　最基本、最容易構(gòu)建的 DC-DC 電壓倍增器是電壓倍增器。555 配置為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，為使用二極管和電容器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建的“電荷泵”電路提供輸入條件，如圖所示。　　555 電路第 2 部分 – 倍壓器

　　555 電路第 2 部分 電壓倍增器
　　這個簡單的 555 電壓倍增器電路由一個 555 振蕩器和一個由C 3、D 1、D 2和C 4組成的單個電容二極管電壓倍增器網(wǎng)絡(luò)組成。該電壓倍增器電路將電源電壓倍增，并產(chǎn)生一個輸出，該輸出大約是輸入電壓減去二極管電壓降后的電壓值的兩倍。
　　當(dāng)引腳 3 的輸出為低電平時，50uF 電容 ( C 3 ) 通過二極管D 1充電至電源電壓，二極管D 2處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng) 555 的輸出變?yōu)楦唠娖綍r， C 3兩端的電壓通過二極管D 2放電，因?yàn)镈 1反向偏置，將其電壓添加到電源電壓，因?yàn)閂 CC和C 3現(xiàn)在就像兩個串聯(lián)的電壓源。
　　555 的定時周期再次將狀態(tài)從高電平變?yōu)榈碗娖?，并再次重?fù)該周期，從而產(chǎn)生兩倍于原始輸入電壓的直流負(fù)載電壓，即倍增因子為 2（電壓倍增器）。然后，555 電壓倍增器電路可以在非常低的電流下產(chǎn)生約 10 至 30 伏的輸出電壓。
　　另一點(diǎn)需要注意的是，用于生成方波輸入信號的 555 非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的振蕩頻率將決定所用電容器的值，因?yàn)樗鼈兣c連接的負(fù)載值一起創(chuàng)建 RC 充電/放電電路來過濾輸出電壓。電容值太低或振蕩頻率太低會在輸出電壓波形中產(chǎn)生波紋，因此平均直流輸出電壓較低。
　　空載時，輸出電壓將是 555 原始電源電壓的兩倍。實(shí)際輸出電壓取決于所連接負(fù)載R L的值和負(fù)載電流I L。如上所述，上述 555 電壓倍增器電路在額定電壓下可提供約 30mA 的電流。
　　上述倍壓器電路有很多變體，但每種變體都使用兩個二極管/電容器對來提供 2 倍增系數(shù)。通過在倍壓器中添加或級聯(lián)更多二極管/電容器網(wǎng)絡(luò)，我們可以創(chuàng)建能夠產(chǎn)生所需電壓倍增比的電路。
　　舉例來說，通過在 555 電壓倍增電路中添加半個二極管/電容器組合，可以創(chuàng)建一個倍增系數(shù)為 x3 的電壓三倍增電路，而在 555 電壓倍增電路中添加第二個完整的二極管/電容器部分，可以創(chuàng)建一個倍增系數(shù)為 x4 的電壓四倍增電路，依此類推，如圖所示?！　?55 電路第 2 部分 – 電壓三倍器

　　555電壓三倍器電路
　　電壓四倍器使用 555 定時器，通過將兩個電壓倍增網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)在一起，如果忽略損耗和二極管電壓降，則輸出電壓約為4V IN 。
　　555電壓四倍頻電路
　　除了產(chǎn)生具有不同正輸出電壓的電壓倍增器之外，我們還可以通過簡單地反轉(zhuǎn)所用二極管和電容器的方向和極性來配置它們以產(chǎn)生負(fù)輸出電壓，如圖所示。　　555 電路第 2 部分 – 負(fù)電壓倍增器

　　然后，我們看到基于 555 定時器的電壓倍增器可用于將單個電源電壓加倍、三倍甚至四倍，以提供各種正負(fù)輸出電壓。雖然理論上，通過將多個二極管/電容器部分級聯(lián)在一起以產(chǎn)生逐漸升高的電壓（例如空氣離子發(fā)生器或滅蟲器中使用的電壓），可以產(chǎn)生的電壓倍增量是沒有限制的。但是，在處理如此高的輸出電壓時，必須小心謹(jǐn)慎，以免觸電?！　?55 電路第 2 部分 – 直流至交流逆變器

　　我們可以將555 電壓倍增器的這一想法更進(jìn)一步，使用基本的 555 定時器電路來產(chǎn)生直流到交流逆變器。將 555 配置為方波振蕩器并添加一些附加組件后，我們可以產(chǎn)生所需電壓水平的正弦波輸出，如圖所示，電壓為 120 伏或 240 伏。　　555 直流至交流逆變器

　　555 電路第 2 部分 直流至交流逆變器
　　那么 555 直流到交流逆變器電路是如何工作的呢？555 定時器配置為作為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器振蕩，產(chǎn)生與以前相同的方波輸出。不過，這次我們希望輸出頻率與交流電源頻率相同，即 50Hz 或 60Hz，這是使用47kΩ電位器實(shí)現(xiàn)的。
　　定時電阻R B由一個100kΩ定阻電阻與一個47kΩ電位器串聯(lián)組成。當(dāng)調(diào)節(jié)電位器使其電位器滑動端處于零位時，R B = 100kΩ（0 + 100kΩ），而當(dāng)調(diào)節(jié)電位器使其滑動端反方向至最大位置時，R B = 147kΩ（47kΩ + 100kΩ）。
　　因此，通過使用前面的公式，可以使用電位器將 555 的輸出頻率從大約 46Hz 調(diào)整到 65Hz，從而提供我們期望從交流主電源看到的所需的 50Hz 或 60Hz 輸出頻率。
　　555 引腳 3 的方波輸出頻率通過限流電阻R 1饋送到兩個互補(bǔ)晶體管的基極。當(dāng)輸出為高電平（電流源）時，NPN 晶體管導(dǎo)通，PNP 晶體管關(guān)閉；當(dāng)輸出為低電平（電流吸收器）時，PNP 晶體管導(dǎo)通，NPN 晶體管關(guān)閉。因此，當(dāng)方波輸出信號在高電平和低電平之間交替時，它會切換一個或另一個晶體管，因?yàn)樗鼈兪腔パa(bǔ)對。
　　晶體管TR 1和TR 2可以是任何合理的互補(bǔ) NPN 和 PNP 晶體管，例如分別為 TIP41、2N2222 和 TIP42、2N2907，或匹配的達(dá)林頓對，例如分別為 NPN TIP140、TIP3055 和 PNP TIP145、TIP2955。輸出晶體管的選擇取決于變壓器初級繞組的電壓和電流額定值，但理想情況下，它應(yīng)該具有較低的 VA 額定值。
　　TR 1和TR 2的互補(bǔ)輸出級用于驅(qū)動小型變壓器的初級繞組，該變壓器的初級與次級匝數(shù)比將產(chǎn)生所需的輸出電壓。但是，如果我們直接從晶體管級向變壓器初級供電，則變壓器次級繞組的輸出波形將是方波。因此，當(dāng)我們構(gòu)建 DC-AC 逆變器時，我們需要某種方法將引腳 3 上的 555 定時器方波輸出轉(zhuǎn)換為變壓器次級繞組的正弦波形。
　　連接在晶體管級和初級繞組之間的 RLC 濾波器電路充當(dāng) RLC 諧振電路，可調(diào)整到所需的輸出頻率。但是，由于我們可以使用電位器將輸出頻率從 46Hz 調(diào)整到 65Hz，因此 RLC 諧振電路的諧振頻率不會精確到 50Hz 或 60Hz 頻率，但我們可以計(jì)算出介于兩者之間的某個值。
　　使用標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選元件值，電阻器R 2、電感器L 1和電容器C 3的濾波器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生調(diào)諧到約 52Hz 的 RLC 諧振電路。變壓器的初級繞組連接在電容器上，在變壓器匝數(shù)比確定的所需電壓下在次級上產(chǎn)生合理的正弦波形。
　　然后，我們可以使用 555 定時器從單個 12 伏直流電源產(chǎn)生所需的交流輸出電壓和頻率的非?；镜闹绷?交流逆變器，例如 60Hz 時 120V，或 50Hz 時 240V，輸出瓦數(shù)額定值取決于所使用的輸出晶體管級和變壓器。