时基电路NE555的电路原理解析

NE555为原创产品型号，以后有众多仿制产品问世，如LM555、μA555、CA555、CB555等，统称为555，一般为8脚双列封装，相互可以代换使用。少数产品如RV6555DC、LB8555、M52051等，采用16脚双列封装，代换时需注意引脚功能的不同。NE555电路芯片应用灵活，经常用来组成单稳态电路、双稳态电路及无稳态电路三种电路形式，在工业（电子）控制领域得到广泛应用。本节保护器电路，采用NE555、NE556电路，故分析整机电路之前，先将NE555的性能与原理做一个简要介绍。用NE555芯片构成的电路与时间控制有关，所以又称为时间电路或时基电路。

NE556内含有时基电路，为双列14脚封装，相当于在内部集成了两片NE555电路。上述555芯片内部电路采用双极型晶体管器件，适用电源电压范围5～15V。

图2-8 保护器的控制接线图

而ICM7555、ICM7556器件，其电路结构与NE555、NE556相同，但内部集成器件为CMOS场效应器件，同类器件型号有：555CMS、556CMS、μPD5555、μPD5556、LMC555、LMC556、TLC555、TLC556和5G7555、5G7556等，适用电源电压范围为2～18V，器件的功率损耗更低，适用供电范围更宽。

若供电条件满足，一般情况下，双极型器件和CMOS器件的555、556也可以互换。

图2-9为时基电路NE555的等效功能框图，NE555器件是模拟电路和数字电路的“混成”电路，内含两组比较放大器A1、A2，两路与非门电路1、2、反相驱动器N1和放电晶体管T1。A1、A2比较器的输出分别作为与非门1、2的复位（R）置位（S）信号，以控制由门1、门2构成的R-S触发器的状态。R-S触发器的输出，直接控制放电晶体管T1的通断，又经反相驱动器N1，提供信号输出。(www.xing528.com)

图2-9 NE555时基电路等效功能框图

NE555电路芯片和各脚功能：8脚、1脚为供电脚；4脚为主复位控制端，又称为优先复位端，当4脚为强制0电平时，不管A1、A2的输入/输出状态如何，3脚输出Vo=0；3脚为输出端；5脚为控制端，增加外电路时，可改变芯片内电路的固定分压值，从而改变输入触发信号和门限信号的电压阈值；7脚为放电端，与3脚输出状态相反，通常用于对2、6脚外接电容进行放电控制，完成定时控制和电路状态的转换；2脚为触发信号输入端，6脚为门限电压输入端，两引脚输入信号决定着输出状态。NE555芯片作为触发器来应用时，2脚又称为置位（S）端（下降沿信号输入有效），6脚又称为复位（R）端（上升沿信号输入有效）。

NE555电路芯片的工作原理：

A1比较器的同相端和A2比较器的反相端分别为3只5kΩ电阻分压，设定为2/3Vcc和1/3Vcc，当主复位控制端4脚为“1”高电平时，2、6脚输入的触发和门限电压信号既可以是数字信号，也可以是模拟电压信号，而且通过5脚外加电路的调整，可以改变2、6脚输入信号的动作阈值。

在5脚空置的情况下，和4脚为高电平时，电路依据2、6脚输入电压信号幅度与1/3Vcc和2/3Vcc阈值电压的比较，决定输出状态。当2脚输入电压值＜1/3Vcc和6脚输入电压值＜2/3Vcc时，电路处于输出置位状态，Vo=1；当2脚输入电压值＞1/3Vcc和6脚输入电压值＞2/3Vcc时，电路处于输出复位状态，Vo=0；当2脚输入电压值＜1/3Vcc和6脚输入电压值＞2/3Vcc，为不允许输入状态。