Preciso amplificar um sinal PWM de 5V a 24V para acionar um mosfet que, por sua vez, aciona um pequeno motor DC. O sinal de entrada tem uma frequência de 500Hz e vem do Arduino uno (pino 9).
Para amplificar o sinal, pensei em usar uma configuração típica de amplificador não inversor
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
Se eu usar um amplificador operacional, como o TL071, a taxa de variação típica é de 16 Volts / microssegundo. Isso significa que o amplificador operacional levará 24/16 = 1,5 micro segundos para atingir a alta saída do PWM. Isso me parece aceitável, pois, com uma frequência PWM de 500 Hz, o período PWM deve ser de 2000 microssegundos, portanto, 1,5 sobre 2000 é desprezível.
Existe alguma outra consideração que devo fazer? Por exemplo, devo considerar o tempo que o mosfet precisa carregar o portão? Existe uma maneira melhor de amplificar um sinal PWM?
Além disso, suponha que eu gostaria de aumentar a frequência PWM. Por exemplo, até 2.5kHz. nesse caso, o período PWM deve ser de 380 micro segundos. considerando 1,5 acima de 380 a taxa de variação ainda me parece aceitável.
Respostas:
Para esse tipo de amplificação de tensão, você normalmente usaria ... um MOSFET.
Comutação simples do canal N um, comutação do lado inferior com um resistor na tensão de alimentação positiva:
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
O valor de R1 depende do que você precisa para ligar do lado de fora.
Na verdade, esse é um circuito inversor, mas isso realmente não importa - a maioria dos MCUs pode simplesmente definir a polaridade do PWM, ou você pode simplesmente inverter logicamente o ciclo de trabalho.
O que realmente levanta a questão de por que você acha que precisaria aumentar a tensão do MOSFET que está tentando dirigir!
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Há várias coisas erradas ou confusas aqui:
Mesmo que você não se importe com a lamentação, é importante ter uma corrente constante. Pense na corrente através do motor quebrada em seus componentes CC e CA. Somente o componente CC move o motor. O componente CA não é útil, mas ainda causa aquecimento devido ao componente resistivo das bobinas do motor. Em resumo, quanto menos componente CA, mais eficiente é o acionamento geral do motor.
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O que você analisou e concluiu parece bom, bom trabalho.
Você deve colocar um resistor entre a saída do amplificador operacional e sua porta FET. Sem ele, o amplificador operacional possui a capacitância da porta FET em sua saída, o que pode causar oscilação. Não posso dizer o valor do resistor sem conhecer a capacitância da porta do FET. No entanto, você geralmente encontra valores em torno de 470 R ou 1 K normalmente usados, então imagi
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Os drivers de porta geralmente são uma função dos comutadores que você pretende controlar. Os fatores mais importantes são os recursos atuais, os limites de frequência e a topologia do inversor.
Muito raramente você vê um amplificador linear usado aqui. O driver do Google gate pode ajudá-lo a obter mais informações.
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