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单片机输出PWM波控制负载供电电压0-12V可调 [复制链接]

 

最近在做恒温控制系统,单片机输出的3.3V的PWM波形,想通过该波形控制负载的供电电压,负载电压1-12V,12V供电时最大电流8A,有没有什么芯片能满足要求呢
 

 

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输入幅度3.3V,输出最大12V8A,不必用芯片,分立器件即可。

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[attachimg]598104[/attachimg]用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用    详情 回复 发表于 2022-4-5 20:39

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maychang 发表于 2022-4-5 20:34 输入幅度3.3V,输出最大12V8A,不必用芯片,分立器件即可。

image.png 用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用

 

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如果该电路的负载是如9楼所说的制冷片,那么负载电阻的变化很小,此电路可以使用。 此电路对输出电压并没有取样再反馈到单片机,这是开环工作。如果负载电阻变化较大,那么对同样的PWM占空比,输出电压可能相差很  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:23
此电路是典型的Buck电路,没有什么 “不可靠”,完全可以使用。但此电路MOS管门极靠电阻上拉,速度稍慢,应该改进。  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:18
[attachimg]598159[/attachimg]此图和你的图相比较,增加了三极管T2和二极管D2。三极管T2可以使用8050这类小功率三极管。二极管可以使用1N4148之类高速二极管。其余元器件标号均与原图相同。  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:13
此电路设计用电阻R1实现MOS管门极上拉。这种方法不是不可以用,但门极上升沿(漏极电流下降沿)不太陡峭。频率较低时可以用,频率较高时MOS管损耗比较大。 你的PWM频率是多少?  详情 回复 发表于 2022-4-5 20:58

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李嘉辉 发表于 2022-4-5 20:39 用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用  

此电路设计用电阻R1实现MOS管门极上拉。这种方法不是不可以用,但门极上升沿(漏极电流下降沿)不太陡峭。频率较低时可以用,频率较高时MOS管损耗比较大。

你的PWM频率是多少?

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PWM波的频率10K左右  详情 回复 发表于 2022-4-5 21:10

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maychang 发表于 2022-4-5 20:58 此电路设计用电阻R1实现MOS管门极上拉。这种方法不是不可以用,但门极上升沿(漏极电流下降沿)不太陡峭。 ...

PWM波的频率10K左右

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10K可能会造成电感啸叫,属于人耳的听觉范围内,最好调大一点,另外MOS管驱动可以采用专用驱动芯片类似IR2110这种    详情 回复 发表于 2022-4-6 10:43
电感L1数值的选取与PWM频率有关。你的图中L1用10mH,此值是否合适,还需要考虑。  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:25
另一个办法,是增加一支小功率三极管为MOS管门极放电。这需要画出图来才能够说明。今天太晚了,明天我画出来再说吧。  详情 回复 发表于 2022-4-5 21:18
PWM频率10kHz,用电阻上拉比较勉强。建议改用串联推挽输出(两个小功率双极型三极管,对直流电源来说两管串联)。这样,上拉靠三极管,比电阻上拉能力要大得多。  详情 回复 发表于 2022-4-5 21:16

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李嘉辉 发表于 2022-4-5 21:10 PWM波的频率10K左右

PWM频率10kHz,用电阻上拉比较勉强。建议改用串联推挽输出(两个小功率双极型三极管,对直流电源来说两管串联)。这样,上拉靠三极管,比电阻上拉能力要大得多。

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[attachimg]598161[/attachimg] 用三级管这样上拉可行吗   详情 回复 发表于 2022-4-6 10:11

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李嘉辉 发表于 2022-4-5 21:10 PWM波的频率10K左右

另一个办法,是增加一支小功率三极管为MOS管门极放电。这需要画出图来才能够说明。今天太晚了,明天我画出来再说吧。


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加热元件是什么?控温对象又是什么?

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用制冷片对水槽里的水控温  详情 回复 发表于 2022-4-6 09:19
个人签名上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang

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chunyang 发表于 2022-4-5 21:27 加热元件是什么?控温对象又是什么?

用制冷片对水槽里的水控温

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控制精度和具体用途是什么? 该系统显然属于大温度惯性的温控系统,且半导体制冷片是非线性元件,还是用固定电压驱动为佳。用一只MOS管做开关控制,无需什么PWM,水槽本身就是个巨大的积分环节,精度要求不高的话  详情 回复 发表于 2022-4-6 14:05
就应该用你仿真的方式,用芯片,这是那个大神,在当下芯片短缺的背景下12V/8A的芯片这个价格估计离谱  详情 回复 发表于 2022-4-6 09:30

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李嘉辉 发表于 2022-4-6 09:19 用制冷片对水槽里的水控温

就应该用你仿真的方式,用芯片,这是那个大神,在当下芯片短缺的背景下12V/8A的芯片这个价格估计离谱


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maychang 发表于 2022-4-5 21:16 PWM频率10kHz,用电阻上拉比较勉强。建议改用串联推挽输出(两个小功率双极型三极管,对直流电源来说两管 ...

image.png

用三级管这样上拉可行吗 

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上面这个PNP三极管不受PWM控制,其集电极电流从图中看几乎为零,显然不可行。  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:16

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李嘉辉 发表于 2022-4-5 20:39 用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用  

OO.png 此图和你的图相比较,增加了三极管T2和二极管D2。三极管T2可以使用8050这类小功率三极管。二极管可以使用1N4148之类高速二极管。其余元器件标号均与原图相同。


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李嘉辉 发表于 2022-4-6 10:11 用三级管这样上拉可行吗 

上面这个PNP三极管不受PWM控制,其集电极电流从图中看几乎为零,显然不可行。

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明白了,多谢您的解答  详情 回复 发表于 2022-4-6 10:41

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李嘉辉 发表于 2022-4-5 20:39 用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用  

此电路是典型的Buck电路,没有什么 “不可靠”,完全可以使用。但此电路MOS管门极靠电阻上拉,速度稍慢,应该改进。


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李嘉辉 发表于 2022-4-5 20:39 用软件仿真可以实现,但是大神们说这种电路不可靠,不被采用  

如果该电路的负载是如9楼所说的制冷片,那么负载电阻的变化很小,此电路可以使用。

此电路对输出电压并没有取样再反馈到单片机,这是开环工作。如果负载电阻变化较大,那么对同样的PWM占空比,输出电压可能相差很大,也就是说,输出电压不受占空比控制,反而与负载电阻强烈相关(电阻大则输出电压高)。这一点务必要注意。


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李嘉辉 发表于 2022-4-5 21:10 PWM波的频率10K左右

电感L1数值的选取与PWM频率有关。你的图中L1用10mH,此值是否合适,还需要考虑。


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maychang 发表于 2022-4-6 10:16 上面这个PNP三极管不受PWM控制,其集电极电流从图中看几乎为零,显然不可行。

明白了,多谢您的解答


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李嘉辉 发表于 2022-4-5 21:10 PWM波的频率10K左右

10K可能会造成电感啸叫,属于人耳的听觉范围内,最好调大一点,另外MOS管驱动可以采用专用驱动芯片类似IR2110这种

 


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李嘉辉 发表于 2022-4-6 09:19 用制冷片对水槽里的水控温

控制精度和具体用途是什么?

该系统显然属于大温度惯性的温控系统,且半导体制冷片是非线性元件,还是用固定电压驱动为佳。用一只MOS管做开关控制,无需什么PWM,水槽本身就是个巨大的积分环节,精度要求不高的话,PID算法都不需要,带点施密特滞回特性的简单开关控制都可实现。用MCU的话,简单8位MCU做人机界面和控制源,配合浸入水槽的半导体温度传感器,MOS管控制制冷片开关,整机成本很低且不受什么器件缺货的影响。这个方案控制精度到0.1~0.5摄氏度没问题。

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是这样的,测盐度传感器是装在恒温水槽里面的,采集盐度的电压,采集电压的精度很高,精度在±0.000015,温度变化是在±0.005度,水槽前期需要快速加热到恒定的温度,需要功率大一点,到了恒定的温度以  详情 回复 发表于 2022-4-6 15:11
个人签名上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang

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chunyang 发表于 2022-4-6 14:05 控制精度和具体用途是什么? 该系统显然属于大温度惯性的温控系统,且半导体制冷片是非线性元件,还是 ...

是这样的,测盐度传感器是装在恒温水槽里面的,采集盐度的电压,采集电压的精度很高,精度在±0.000015,温度变化是在±0.005度,水槽前期需要快速加热到恒定的温度,需要功率大一点,到了恒定的温度以后就需要小功率加热,大功率会导致温度突变到时采集的数据不稳定,所以这里需要用到PID算法控制。目的就是通过测试制冷片加热水温和电压的关系,达到很有效恒温的控制。

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要达到0.005度的控制精度单靠电路是不行的,必须在结构上下功夫。我曾做过的温控系统最高精度的也只有0.01度,用于晶体生长,采用的是两级恒温结构,即精度0.1度的恒温水槽和精度0.01度的结晶室,二者的温控方案截然  详情 回复 发表于 2022-4-6 15:34
『采集电压的精度很高,精度在±0.000015,温度变化是在±0.005度』 温度变化±0.005度,你用什么传感器测量?  详情 回复 发表于 2022-4-6 15:31

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