单片机输出PWM波控制负载供电电压0-12V可调

李嘉辉

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
 

 

maychang

输入幅度3.3V，输出最大12V8A，不必用芯片，分立器件即可。

李嘉辉

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。

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

 

maychang

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？

李嘉辉

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

maychang

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。

maychang

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。

chunyang

加热元件是什么？控温对象又是什么？

李嘉辉

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

S3S4S5S6

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

李嘉辉

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 ...

用三级管这样上拉可行吗 

maychang

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。

maychang

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。

maychang

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。

maychang

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。

maychang

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。

李嘉辉

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

S3S4S5S6

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

 

chunyang

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。

李嘉辉

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。