. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Měnič napětí s PWM z mikrokontroléru
9. října 2012 - 8:00 | Pandatron | Měnič napětí s PWM z mikrokontroléru | Komentářů: 0  

Měnič napětí s PWM z mikrokontroléru

Přiblížení obvodu diodového měniče napětí, řízeného PWM signálem z mikrokontroléru. Obvod pro generování záporného napětí sestává pouze ze dvou diod a dvou kondenzátorů.

Občas se dostaneme do situace, kdy máme například jednoduchou aplikaci s malým mikrokontrolérem, ale z nějakého důvodu potřebujeme v obvodu také malý zdroj záporného napětí. Ať už jde o napájení operačních zesilovačů, analogových senzorů, nebo budičů RS232 linky, použití specializovaných DC/D převodníků je v takových případech obvykle příliš nákladné.

Následující jednoduchý obvod prezentuje možnost vytvoření například ±3V s použitím minimálního množství součástek. Základem je samozřejmě libovolný pin mikrokontroléru použitého v dané aplikaci a PWM signál (pulsně-šířkové modulace). Obvykle se setkáváme s proudovým omezením kolem 5 mA na výstupní pin 5V mikrokontroléru, z toho plyne, že maximální proud získaného záporného napětí se bude pohybovat kolem 1 mA.

Na následujícím obrázku je schéma zapojení měniče, které využívá dvojitou Schottkyho diodu s pouzdře SOT23 typu BAT54S, dva kondenzátory a malý omezovací rezistor.


Obv. 1: Schéma zapojení měniče

PWM výstup mikrokontroléru pracuje na frekvenci zhruba 1 kHz a výstupním napětí v rozmezí 0 a 5 V. V okamžiku, kdy je na PWM výstupu napětí +5V, nabíjí se kondenzátor C1 proudem, daným rezistorem R1. Kondenzátor je v tom okamžiku propojen spodní diodou v D1 k e společné zemi.

Jakmile dojde k překlopení úrovně PWM výstupu na 0V, přenese se náboj akumulovaný v C1 do kondenzátoru C2 a to přes horní diodu v D 1. Původně kladně nabitý pól kondenzátoru C1 je v tom okamžiku přes výstupní pin mikrokontroléru připojen ke společné zemi. V dalším kroku se pak celý cyklus opakuje.

Přesto že je na diodě D1 pouze minimální úbytek napětí (cca. 0,2V), není možné z 5V PWM signálu získat záporné napětí -5V. Maximální záporné napětí se bude pohybovat kolem -4,6 V při úbytku 0,2 V v každé ze dvou fází procesu. Omezovací rezistor R1 je vyžadován pouze tehdy, je-li obvod mikrokontroléru citlivý na proudové špičky. Tedy především v případě, kdy by nabíjení kapacity mohlo způsobovat rušení například analogových vstupů mikrokontroléru.

Hodnoty součástek uvedených na schématu jsou navrženy pro spínací frekvenci PWM 1 kHz. Pokud je nutné použít jinou frekvenci, je potřeba vypočítat nové hodnoty jednotlivých komponent podle následující rovnice:

kde C je hodnota C1 a C2, F je spínací frekvence PWM v Hz a R je celkový odpor PWM výstupu.

Při výpočtu celkového odporu PWM výstupu je třeba vzít v úvahu dynamické parametry zvoleného pinu. Jednoduchou náhradou můžeme hodnotu R zaměnit za V/A, kde V je jednotka napětí PWM výstupu a A proud výstupního budiče. Například tak můžeme získat:

a

nebo 0,1 mF.

Uvedený obvod může své uplatnění nalézt také jako zdroj záporného napětí pro ADC/DAC převodníky, nebo pro napájení symetrických zesilovačů. V tom případě, pokud má obvod napájet analogové prvky, bude však nutné jeho další rozšíření o filtrační RC člen nebo Micropower LDO regulátor, zajišťující odfiltrování spínacích proudových rázů.

Zdroj: EDN







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
Aktivní GPS anténa 2JM011
Aktivní anténa GPS zajišťuje kvalitní a čistý signál i za zhoršených podmínek.
od 172 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007