Ajuste de la velocidad de giro

Question

Un interruptor SPST conecta HB1 y HB2, para controlar una lámpara conectada a HB OUT. Estoy estudiando la posibilidad de modificar este circuito para hacer que la velocidad de giro sea ajustable al cambiar la salida a VCC (alrededor de 12V). Me gustaría ser capaz de controlar la velocidad de giro con un controlador como Arduino o Rasperry Pi.

La velocidad de giro parece estar afectada en gran medida por C1. Encontré algunos potes controlados digitalmente como este: https://www.sparkfun.com/products/10613 pero no parece que haya condensadores controlados digitalmente.

También he estado estudiando la posibilidad de añadir circuitos como este diseño de amplificador operacional de TI para controlar la velocidad de giro: http://www.ti.com/tool/TIPD140#0

Soy un principiante en lo que respecta a la electrónica, por lo que cualquier sugerencia/opinión será muy apreciada.

Answer 1

La conducción del MOSFET está controlada por su tarifa total de la puerta \$Q_g\$ El funcionamiento de un MOSFET equivale a cargar y descargar su capacitancia de puerta, llevándolo desde su estado "OFF" (conducción nula entre los electrodos de drenaje y fuente y \$Q_g=0\$ ) a su estado "ON" (conducción completa entre los electrodos de puerta y fuente y \$Q_g=Q_{g\max}\$ ) y al revés. El proceso es exactamente la carga de un condensador (no lineal): si quieres controlar la "velocidad" de la transición entre estos estados de conducción, la forma más sencilla es controlar la corriente de carga. Mirando a tu circuito, la mejor manera es quizás cambiar tu interruptor saturado de entrada \$\mathrm{Q}_2\$ con un espejo de corriente "amplificador" debidamente controlado: la corriente que carga la puerta se controla con el potenciómetro \$\mathrm{PT}_1\$ que puede ser digital.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Notas

• Utilizando este circuito, se puede controlar la velocidad de carga de la puerta de \$\mathrm{Q}_1\$ sin variar su capacitancia de puerta (es decir, sin cambiar \$C_1\$ ). Bajar el valor de \$\mathrm{PT}_1\$ sube el \$I_{C2}\$ corriente que a su vez eleva el \$I_{C3}\$ corriente (el factor de amplificación es una función de los valores de \$\mathrm{R_{E1}}\$ y \$\mathrm{R_{E2}})\$ y disminuye el tiempo de carga de la puerta de \$\mathrm{Q}_1\$ reduciendo el tiempo de subida de su salida. A la inversa, el aumento del valor de \$\mathrm{PT}_1\$ reducir el tiempo de subida de la salida.
• Por supuesto que se puede diseñar un circuito de carga de la compuerta con control de corriente mejor que el que he propuesto, pero este último se puede diseñar para que sea muy rápido, si es necesario.

Nueva edición

Una relación entre la corriente de entrada \$I_{in}\$ de la \$\mathrm{HB}_1\$ interruptor y el \$I_{C3}\$ corriente de descarga en función de las resistencias \$R_{E1}\$ y \$R_{E2}\$ que se puede deducir de las propiedades del circuito del transistor de unión bipolar es la siguiente: $$ I_{C2}\approx\frac{h_{FE}}{(h_{FE}+1)\frac{R_{E2}}{R_{E3}}+1}I_{in} $$ donde

• \$h_{FE}\$ es la ganancia actual de \$\mathrm{Q}_2\$ y \$\mathrm{Q}_3\$ (se supone que es el mismo).
• \$I_{in}=\frac{V_{in}-V_{BE1}}{R_{E2}+R_{E3}}\approx\frac{V_{in}}{R_{E2}+R_{E3}}\$

Answer 2

No creo que HB1 se utiliza para cuestiones de conmutación, ya que la tensión en HB1 está en vcc a menos que el fusible F1 ¡se derrite! Por lo tanto, HB1 es un puerto de entrada para detectar si el el fusible ha desaparecido .

El HB2 se utiliza para encender y apagar el transistor p-MOS Q1 a través de Q2 . La velocidad de giro positiva puede ajustarse mediante R3 y C3 mientras que la velocidad de giro negativa durante el apagado se ajusta con R1 y C1 . Pero si utiliza un controlador, asegúrese de que los puertos pueden suministrar la corriente.

Esta configuración del circuito también garantiza que el interruptor esté apagado de forma segura mientras se enciende, lo que es imprescindible en la mayoría de las aplicaciones.

BTW: No creo que sea inteligente utilizar el Q2 como un npn, mejor utilizar un NMOS en su lugar.

NOTA :

Velocidades de giro en los interruptores no son el mismo problema que las velocidades de giro en los op-amps.

En tu diseño deberías añadir una resistencia de entrada en serie a HB1 por motivos de seguridad.