PWM / Voltaj dönüştürücü

guclusat

Tanınmış Üye
Süper Moderatör
Elektronik - Gerçekleşmeler - PWM / Voltaj dönüştürücü 001
Bu düzenleme, bir PWM sinyalini (PWM) , değeri PWM sinyalinin görev döngüsüyle orantılı olan, 0 ila 10 V aralığında bir DC voltajına dönüştürür. PWM sinyalinin görev döngüsü %1 ise, DC voltajı üretilen 0,1 V'tur. PWM sinyalinin görev döngüsü %99 ise, üretilen DC voltajı 9,9 V'tur. Bu nedenle bu, dimmer ışığımın ters etkisini üreten bir düzenektir 005, görev döngüsü DC voltajına bağlı olan bir PWM sinyali üretir. Bu PWM/Voltaj dönüştürücünün doğrusallığı nispeten iyidir, %35 görev çevrimli PWM sinyali 3.5 V aralığında bir DC gerilimi üretir ve %75 görev çevrimli PWM sinyali 7.5 V mertebesinde bir DC gerilimi üretir. (sabit) PWM sinyalinin frekansı 200 Hz ile 20 kHz arasında olabilir. Üç diyagram mevcuttur,

- Şema 001 (a) - 0 - 10 V çıkış temel diyagramı
- Şema 001b - Ek çıkış filtreli iyileştirilmiş diyagram
- Şema 001ab - 2 A güç çıkışlı diyagram

Elektronik - Gerçekleşmeler - PWM / Voltaj dönüştürücü 001

Şekil 001 (a)​

Korkarım ki bu plan bazıları için çok basit, bu yüzden tatmin edici sonuçlar veremeyeceğini düşünecekler. Korkarım bu insanlara %100 katılamayacağım, çünkü ne de olsa flüt, onu gerçekleştirmeye çalışmak için yeterince iyi çalışıyor.

1625583780436.png

Elektronik - Gerçekleşmeler - PWM / Voltaj dönüştürücü 001

Basit alçak geçiren filtreleme...​

Dürüst olmak gerekirse, bu sistem çok büyük görünebilir, gerçekten ihtiyaç duyulan tek iki bileşen, birlikte küçük bir düşük geçiş filtresi oluşturan direnç R1 ve kapasitör C1'dir. Diğer her şeyi kaldırın ve zaten PWM / Voltaj dönüştürücünüz var. Bana inanmıyorsun ? Bir deneyin, göreceksiniz. Peki neden diğer bileşenler? Eh, sonucu "mükemmelleştirmek" için oldukça basit. İdeal olan, alçak geçiren filtre üzerindeki yükü en aza indirmek, yani filtrenin çıkışında (bağlantı noktası R1 / C1), çalışmasını bozmamak için mümkün olduğunca gizli olmaktır. Bizim durumumuzda, mümkün olduğunca gizli olmak, filtrenin çıkışını yüksek empedans girişi olan bir devreye bağlamak anlamına gelir.tam olarak bu gereksinimi karşılayan ve ayrıca daha sonra ne istediğini kolayca kontrol edebilen düşük empedanslı bir çıkış sunan işlemsel amplifikatör ? Söz konusu PDO, iki özdeş olan (bu nedenle kutunun iki AOP'sinden biri kullanılmamış olarak kalır) olan 8 ayaklı (DIL8) bir kutuda bulunur.

Kazanç (amplifikasyon)​

Hazır buradayken, DC çıkış voltajını kalibre edebilmek için bu küçük AOP'den yararlanalım. Okumuş olabileceğiniz gibi (bu sitede veya başka bir yerde), bir AOP bir amplifikatör olarak monte edilebilir ve sağlayabileceği kazanç (amplifikasyon), biri değişken yapılabilen iki direnç seçimi ile sabitlenebilir. Burada yapılan budur. Alçak geçiren filtre R1 / C1'den gelen sinyal, AOP'nin pozitif (ters çevirmeyen) girişine bağlanır, bu nedenle ters çevirmeyen bir amplifikatör ile uğraşıyoruz. Ve bu iyi, çünkü AOP'mizi ters çeviren bir amplifikatör olarak bağlasaydık, montajın çıkışındaki dişe koyacak fazla bir şeyimiz olmazdı, ikincisi basit (tek) ve simetrik olmayan bir güç kaynağı ile beslenir. (çift). Tercüme : çıkış her zaman sıfır voltta olacaktır. Başta çılgın bir eğlence ama bir süre sonra bundan bıkıyorsunuz (eşinizle gibi: önce birbirimizin gözlerinin içine bakıp gülümsüyoruz ve bir süre sonra birbirimize sarılıyoruz). Bu nedenle, kazancı aşağıdaki formülle tanımlanan ters çevirmeyen amplifikatör dedik:
Kazanç = (RV1 / R3) + 1
RV1'e R3 ile aynı değeri verirsek, çıkış voltajı girişe uygulananın iki katıdır: + 5V giriş voltajı için + 10V çıkış veririz. 0V ile + 5V arasında bir giriş voltajı ile 0V ila 10V çıkış voltajı aralığında çalışmak için uygun, değil mi?
"0V ile +5? Ama benim aramda Giriş gerilimi PWM sinyali dijital ve sadece ikisi 0V sürebilir düşünce veya +5 V değerleri ?"
Evet, R1/C1 filtresinden önce gerçekten de dijital bir sinyaldir (geçişte hatırlatmak isterim ki dijital sinyal bir analog sinyal şeklidir). Ancak R1/C1 filtresinden sonra+ 5V. Basit bir RC çiftinin oynayabilmesi çılgınca.

Diğer çıkış voltajı aralığı​

Giriş PWM sinyalinin genliğine eşit bir maksimum çıkış voltajı elde etmek için 2K2'nin RV1 potansiyometresini 22 ohm potansiyometre ile değiştirin. Teorik olarak, AOP'nin çıkışını ters çeviren girişi ile doğrudan bağlamak yeterlidir, bu durumda kendimizi herhangi bir kazanç sağlamayan klasik bir takipçi montajı ile buluruz. Ancak pratikte, geri besleme döngüsündeki ayarlanabilir düşük değerli bir direnç, çıkış voltajını istenen değere tam olarak ayarlamayı mümkün kılar (3,3 V'luk bir PWM sinyali için çıkışta 3,3 V'luk voltaj ve döngüsel %99 giriş oranı, Örneğin).

Çıkışta başka bir düşük geçiş filtresi​

R2 ve C2'den oluşan bu ikinci alçak geçiren filtreyi ekleme zorunluluğunuz yok! PWM sinyalinin düşük frekanslarında biraz abartılı dalgalanmadan muzdarip olan çıkış sinyalini biraz yumuşatmak için koydum. Ancak kesin konuşmak gerekirse, R1 ve C1 değerleri zaten PWM sinyalinin frekansına göre ayarlanmalıdır. En iyi sonucu almak için PWM sinyalinin frekansına göre R1/C1 ve R2/C2 için hangi değer seçilir? Ya kendi gözlerinle görebilmen için bazı testler yapmana izin verirsem? Sonuçta o kadar da zor değil. 100 Hz ve 20 KHz aşırı frekanslarında şemadaki bileşen değerleriyle başlayın. Bir osiloskopunuz varsa, bu harika, çok çabuk anlayacaksınız. Aksi takdirde, bir multimetreye razı olun ...

Diyagram 001b - Çıkışta ek alçak geçiren filtre​

Bundan asla bıkmıyoruz... Yukarıda sunulan montaj iyi çalışıyor, ancak düşük frekanslar için çıkış voltajındaki dalgalanmayı biraz fazla bulabiliriz. Çıkış voltajı hassas bir iğne galvanometresine saldırdığında bu çok can sıkıcı değilse (çünkü belirli bir mekanik atalete sahip olan iğne dalgalanmayı izleyemez), dijital bir ekran kullanılıyorsa, bu durum mutlaka aynı olmak zorunda değildir ve daha sonra görüntülenebilir. kararsız bir değer. Çözümlerden biri, aşağıda sunulan şemaya göre çıkış filtresini biraz geliştirmektir. Biraz şansla ve bileşen değerlerinin biraz uyarlanmasıyla (düşünmeniz için bunun gerekli olup olmadığından bile emin değilim), belki de
1625583851141.png
Elektronik - Gerçekleşmeler - PWM / Voltaj dönüştürücü 001

Diyagram 001ab - Güç çıkışı​

Yukarıda sunulan iki düzenek, yüksek bir akım yoğunluğu sağlama yeteneğine sahip değildir, ayrıca bunun için yapılmamıştır. Düşük empedanslı bir yüke saldırabilen değişken bir çıkış voltajı için, yüksek bir akımı destekleyebilen bir çıkış aşaması eklemek gerekir. Aşağıdaki şema ile bir örnek verilmiştir.
1625583890365.png
Elektronik - Gerçekleşmeler - PWM / Voltaj dönüştürücü 001
TIP122 transistörü, 5 A iletme kapasitesine sahip bir güç darlingtonudur. Bu bileşen, soğutması için zorunlu olarak bir soğutucu (radyatör) ile donatılmalıdır. Montajın ilk sol yarısında başlangıçta görülen temel diyagramı buluyoruz. Diyagramın sağ yarısı, 2 A'ya kadar yüksek bir akım çıkışına izin vermek için eklenmiştir. TIP122 transistörü bir voltaj takipçisi olarak monte edilmiştir ve bu nedenle, normal olarak baz voltaj tarafından kesilen, tabanında mevcut voltajı emitörüne yansıtır. - burada 1 V'tan biraz daha fazla olan emitör (bu transistör bir darlington'dur). Bu voltaj kaybının bizi rahatsız etmesini önlemek ve %10'dan daha düşük bir görev döngüsüne sahip bir PWM sinyali için, son çıkışta her zaman 0 V'a sahibiz, ikinci AOP U1'in geri besleme döngüsünü kapatıyoruz: B, PDO'nun kendi çıkışında değil, Q1'in vericisinde. Bu şekilde ilerlenerek Q1'in baz emiter gerilimi elimine edilir. Ayar prosedürü şimdi iki aşamada gerçekleştirilir.
1 - Ayarlanabilir iki potansiyometre RV1 ve RV2'yi orta konuma getirin ve tertibatın çıkışına (Q1 emitörü ile toprak arasına) 100 ohm / 1 W'lık bir direnç bağlayın.
2 - Montaj girişinde 1 kHz / %90 görev çevriminde bir PWM sinyali uygulayın.
3 - C2 terminallerinde 9,0 V elde etmek için RV1'i ayarlayın.
4 - Q1 emitörü ile toprak arasında 9,0 V elde etmek için RV2'yi ayarlayın.
Not : Diyagram 001b'yi de aynı şekilde uyarlayabilirsiniz. Bu durumda U1: B'nin evirmeyen girişi R5 / C4 ortak noktasına bağlanmalıdır.
Uyarı : Bu yüksek güç çıkışı uyarlamasını test etmedim!
 
Son düzenleme:
Geri
Yukarı