Sida 1 av 1

Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 09:04:04
av Ante2
Är nybörjare inom detta område o tar gärna emot förklaringar på följande.

Jag har en mikroprocessor (funktionsgenerator med fyrkantsvåg i bilden) som genererar en pwm-signal (4khz) på ingången av transistorerna i bilden. Vill kunna styra strömmen genom "my_load" 20-100mA.
-Funderar på varför signalen efter transistorerna (före filtret) inte ser ut som en fyrkantsvåg längre. Signalen syns i bilden nedan.
-Är det en bra ide att ha två LC-filter efter varandra eller?
-Är det en bra ide att två transistorer (totem-pole) eller är det helt onödigt?

-Tar gärna emot synpunkter o tips

(Varför går det inte att radera en av bilderna???)

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 10:05:02
av H.O
Ska Q2 sitta på det hållet?

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 10:28:53
av Icecap
Q2 sitter åt fel håll och vilken funktion har D1?

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 11:46:28
av Ante2
Ok, ritat om med transistorn åt rätt håll och D1 borttagen.
pwm2.jpg

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 11:59:43
av Icecap
4kHz och 100µH ger 2,5 Ohm. Du har alltså ett lågpassfilter som består av 3,16 Ohm och 100µF, deras -3dB punkt ligger på 503Hz.

Du matar drivsteget med 2V medan du belastar ohemule (små transistorer) så ditt spänningsfall över transistorerna är runt 1,4-1,8V.

Så frågan är: vad tusan försöker du att göra?
Och ett delsvar: vad det än är fungerar detta inte!

EDIT: om du vill göra om PWM till DC finns det redan ett par trådar om detta - och detta sätt du ritar upp här är definitivt fel väg att gå.

Frågan är om belastningen är konstant, alltså om du vill göra en strömgenerator eller om den varierar.

Att göra om PWM till en skapligt bra DC är inte speciellt svårt, det klarar man med några RC-lågpass filter. Men då får man hög impedans på signalen och då du tydligen vill vill ha en given ström ville en bra lösning vara att koppla in en op-amp och ha en shuntmotstånd som du mäter över, då får du dels bra styrning av strömmen och dels bra impedansanpassning av DC-signalen.

Det du har ritat på här är en spänningsgenerator som är skapligt fel till att börja med om du vill ha ställbar ström.

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 13:12:39
av Ante2
Det är en IR-diode som jag vill kunna styra uteffekten på från mikroprocessorn. Max ström är 100mA och 1,84V enligt datablad så min tanke var att genom att pulsbreddsmodulerad en fyrkantsvåg och likrikta med filter så borde jag kunna styra spänningen över IR-dioden och därigenom även strömmen som passerar igenom den. Är jag helt fel ute nu?

Det där med op-amp och shuntmotstånd för att styra strömmen och bra impedansanpassning av DC-signalen får du gärna förklara mer om.

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 13:50:35
av Icecap
Ante2: ja, du är helt fel ute!
Strömmen genom en LED är INTE linjär med spänningen! En diod är ju en olinjär komponent! Så även om din koppling hade fungerat ville valet vara "ingen ström" kontra "alldeles för mycket ström" på ett par få steg.

Att göra om PWM till DC är som sagt inget svårt. Ett eller ett par lågpassfilter efter varandra. Ju längre tidkonstant, ju bättre filtrering - men samtidig långsammare reaktion på ändringar.

Om man kopplar ett motstånd mellan GND och LED katod kommer det att vara en spänning över motståndet när det går ström genom LED'n. Spänningen är linjär mot strömmen.

Om man sedan har en transistor på anodsidan kan man enkelt styra strömmen genom LED'n vid att styra spänningen på basen/gaten. Tar man en vanlig NPN med emitter mot anoden och kollektor till +5V blir det bra. Den ska såklart tåla strömmen och kunde kylas om den blir varm.

Sedan tar man en op-amp. Den bör ha rail-to-rail för bäst funktion vid 5V varför en 741 eller klonerna är väldigt icke-bra till detta.

Men i grunden kopplar man utgången till basen.
'-' ingången ska kopplas till LED katod.
På '+' ingången ska det läggas in en CD som motsvarar den ström som ska dras.

Om allt drivs på 5V blir det inte många volt att jobba med. Transistorn behöver minst 0,7V, LED'n brukar ligga på 1,8V, det ger att det dynamiska spänningsområde är 2,5V. För att ha lite reserv tycker jag att 2V är helt fint vilket betyder att motståndet mellan LED katod och GND ska vara på 20 Ohm.

Om DC-signalen in på '+' ingången då är 2V går det 100mA genom LED'n, är den 0V går det 0mA genom LED'n och det förhållande är helt linjärt.

Alltså måste du filtrera PWM till spänning.

Tar du ett motstånd på 47k som motståndet i RC-lågpassfiltret och 1µF som kondensatorn får du ung 4mV i rippel vilket borde vara OK.

Men då får du en DC mellan 0 och 5V och du ska ha mellan 0V och 2V - så det måste till lite extra.
Om du sedan parallellkopplar 1µF kondensatorn med ett motstånd på 31,3 kOhm kommer spänningen att passa perfekt.

Har du sedan 100% duty-cycle går det 100mA genom LED'n, har du 10% är det 10mA osv.

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 18:38:16
av Ante2
Var det som bilden nedan du menade?
ttt.png
Nästa fundering är då hur får man 5V-matningen till denna krets att vara konstant? Övriga funktioner på kretskortet kommer att variera belastningen typ 100-300mA vilket torde få 5V-matningen att 'dippa' några mV.
Jag funderade på att antingen ha en helt separat 5V-matning till kretsen ovan eller sänka spänningen till typ 4,5V med en linjär spänningsregulator. Tänker jag helt fel här också?

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 18:45:19
av Icecap
Jag förstår inte vad Q1 har med saken att göra.

R2 ska anslutas direkt till PWM-pinnen och den pinne ska svänga mellan 0V och 5V.

Det som regleras är strömmen genom R4 vilket ju även är strömmen genom LED'n. Så länge spänningen är hög nog kommer strömmen att vara stabil så det viktiga är att PWM-signalen är korrekt och stabil.

Och som jag skrev duger en 741 (och dess kloner) inte. Men jag antar att du har den som typexempel bara.

Men kopplingen Q2 osv. är helt korrekt.

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 19:00:24
av Ante2
Var jag som missade 'inte' och läste bara 'bra'. :oops:

Re: Fundering på pwm-styrning

Postat: 18 december 2014, 22:36:00
av ie
Varför bara inte ett seriemotstånd som ger 100mA genom lysdioden och sen en trissa som styrs av PWM-signal? Alltså den vanligaste enkla PWM-styrningen som brukar användas för LED.