Circuito para controle PWM por tensão

[jootah]

Olá,

 

Por favor, estou tentando projetar um circuito para controle PWM por tensão, simples, barato. Nas minhas pesquisas acabei encontrado um circuito, mas não encontrei muita coisa sobre. Tentei testar no Proteus mas da mensagem de erro, nem executa.

 

Em anexo esta o circuito.

 

Se alguém entender a intenção do autor do circuito e puder me explanar o funcionamento do circuito eu ficaria grato.

 

Até e agradecido

 

 

[circuit]

cara complicado  mas o que deu pra mim entender é que a traves dos  dois  emissores  dos npn que  o circuito  flui e permite que a base  do  pnp  comece a conduzir  e  passa a  dar start  no circuito  e o capacitor começa trabalhar  e o inversor   também começa  a trocar on off em sua saída  que esta ligada    na base  do npn  que por sua vez começa a chavear o terra dos leds acho que é por ai   mas  bem complicadinho ! com ci 555  eu creio que  tem um monte por ai

é tensão negativa ali no meio?

so pra corrigir não seria vco  ? " oscilação controlado por tensão"

[Felipe Electronic]

Que belo circuito PWM, aliás um dos mais "exóticos" que já vi.

Sobre funcionar no Proteus, eu imagino o que seja, é o famoso erro de conversão, isso ocorre em quase qualquer circuito que contenha um oscilador no Proteus.

A solução para você simular ele é simples com o botão direito clique sobre a linha que liga o capacitor de 1n a porta inversora, e escolha a opção Edit wire label, no campo para você digitar, coloque o seguinte: IC = 0.

Isso resolve a maioria dos problemas de convergência em circuitos osciladores com o proteus.

Faça o teste.

Abs.

[albert_emule]

O circuito acima está errado.

Não se pode controlar PWM assim em cima dos leds, pois PWM só controla a tensão média eficaz, não a tensão de pico.

A tensão de pico será sempre a tensão da fonte e isso queimará os leds.

 

Teria que no mínimo usar um resistor limitador de corrente, mas isso tiraria a eficiência do PWM.

 

Veja um CI próprio para controle de PWM em leds:

 

Este CI funciona com tensão de 10 a 30V.

Os ledes são de 3A de alto brilho.

O resistor em série com o indutor é na verdade um resistor Shunt, daqueles de valor baixo, tipo 0,10R

O terminal do CI "CSN" é o sensor de corrente que limita a corrente do led em 3A.

Em anexo um gráfico de simulação de chaveamento PWM no indutor.

A fonte chama-se "Buck Converter" mas foi suprimido o capacitor de saída, pois capacitores estragam.

O CI original é difícil de ser encontrado, é chinês e trabalha com PWM de 2MHz 

[mroberto98]

Esse circuito funciona, mas não é um pwm, é um simples oscilador!

[MOR_AL]

O editor de texto teima em substituir a tensão Vê maiúsculo, índice “c” por você. Não sei como corrigir isso.

É um oscilador e PWM. Controlado pela tensão você.

Daqui a pouco explico (se ninguém o fizer antes)hehe.

MOR_AL

[MOR_AL]

O editor de texto teima em substituir a tensão Vê maiúsculo, índice “c” por você. Não sei como corrigir isso.
Primeiro, consideremos um inversor comum, que quando a tensão de entrada V1 passa por um determinado valor de disparo V1d, a tensão de saída V0 comuta de forma a inverter o sinal de entrada. Vide figura 1.

Se essa tensão de entrada V1 passar lentamente pela tensão de disparo (V1d), pode ocorrer que a tensão de saída V0 comute diversas vezes antes de se estabilizar. Isso é um inconveniente, pois deseja-se apenas uma comutação segura. Por este motivo criou-se um circuito que separa a tensão de disparo V1d em duas. Uma de disparo positivo V1+ e outra de disparo negativo V1-.
Observe a figura 2. Na medida em que V1 sobe, a saída V0 só vai a ‘0’ quando V1 ultrapassar V1+. Na medida em que a tensão de entrada V1 descer, a saída V0 só vai para ‘1’ quando V1 ficar abaixo de V1-. Isso evita que a saída oscile durante as transições. Quanto maior for a diferença entre V1+ e V1-, maior será a imunidade a ruídos no sinal de V1. Esse circuito é denominado de schimitt-trigger. Os “Gates” ou portas lógicas que têm esta característica possuem um símbolo em seu interior igual ao da figura 2.

Com a inclusão de um resistor entre a saída e a entrada, a comutação que ocorre na saída é enviada para a entrada imediatamente. Não desejamos isso. Incluindo um capacitor na saída como na figura 3,

ocorre que a transição da tensão de saída vai ocorrer mais lentamente sobre o capacitor. O circuito RC provoca a carga e a descarga sobre o capacitor em um tempo determinado. As comutações na saída vão ocorrer quando a tensão sobre o capacitor alcançar V1+ e V1-, como descrito anteriormente. No gráfico da figura 3 as tensões V1+ e V1- foram renomeadas como você+ e você-. Nestas condições a saída é “ordenada” a se alterar a cada tensão de disparo que ocorre na entrada com algum atraso. Isso produz uma oscilação de onda quadrada na saída. Dependendo dos valores máximos e mínimos da tensão V0 e dos valores de V1+ e V1- (ou você+ e você-), pode-se conseguir que a onda quadrada possua 50% de seu período em ‘1’ e os outros 50% de seu período em ‘0’.
Da mesma forma, podem-se alterar os tempos de carga e de descarga sobre o capacitor, de modo a que se alterem os períodos em V0 tanto em ‘1’ como em ‘0’.
Incluindo-se os dois transistores pode-se controlar o valor da corrente que carrega e descarrega o capacitor, tornando os tempos mais lentos ou mais rápidos. Isso provoca a alteração tanto do período em ‘1’ como do período em ‘0’ da saída V0.
Cada transistor vai controlar um semi-período de V0. Os diodos em série com os transistores evitam que o transistor conduza com polarização reversa.
Suponha que a tensão de saída V0 esteja em ‘1’ lógico. Digamos que ‘1’ lógico valha 10V. Neste caso apenas o transistor PNP conduzirá, carregando o capacitor, já que o diodo em série com o transistor NPN impedirá que a corrente de saída passe por este ramo.
Do mesmo modo, quando a tensão V0 estiver em ‘0’ lógico, digamos 0,2V, a tensão sobre o capacitor será maior. Então o ramo com o transistor NPN é que conduzirá, descarregando o capacitor.
A tensão de controle você fará a corrente nos transistores aumentar ou diminuir, controlando a carga e descarga no capacitor e com isso os períodos em ‘1’ e em ‘0’ na saída V0.
Como esta saída controla a comutação do transistor que possui os leds, eles acenderão e apagarão com a mesma taxa da tensão de saída V0. Se esta taxa for maior que a persistência visual permite, o efeito da comutação não será notado, apenas o valor médio será observado. Com isso parecerá que os leds aumentam ou diminuam a sua intensidade de acordo com a tensão de controle você.
Duas observações:
1 – A onda na saída V0, apesar de ser PWM, não possui a frequência constante, o que seria comum em sinais PWM.
2 – A tensão de controle você deve possuir limite superior e inferior, de acordo com os valores V1+ e V1-. Fora destes valores e considerando-se a presença dos transistores, a oscilação tende a cessar.
MOR_AL

[jootah]

Agradecido pelas respostas.

 

Apesar de ser um pouco inconsistente a frequencia, o circuito funciona, correto?

 

Por favor poderiam me sugerir algum integrado schimitt-trigger para mim testar na protoboard? ou alguma solução para o schimitt-trigger?

 

Como minha intenção era ser de baixo custo um circuito para controle PWM por tensão, essa seria um solução aceitavel ou teria outra forma que utilize menos componentes?

 

Tenho muitos transistores, capacitores, enfim, componentes basicos para reaproveitar aqui, por isso não utilizar integrados como o 555 era minha ideia.

 

Mas quero testar para ver na pratica se é funcional esse circuito, mesmo porque tinha instalado o Proteus 7.1 aqui, mas ele ta dando erro, então... como o circuito é simples penso em ir direto pra protoboard

 

Os transistores, podem normalmente ser o BC548 e BC558, correto?

 

Até e agradeço

[aphawk]

@jootah,

Não entendí .....

Você quer usar um 74hc14, mais diodos, transistores, etc, quando podia fazer tudo isso com "apenas" um 555 ???

Sinceramente, não vejo vantagem nenhuma, muito pelo contrário !

Se quiser algo que funcione em uma gama maior de voltagens, use o LMC555, ou equivalente, que é a versão Cmos do 555.

Paulo

[jootah]

Na verdade para testes estava pensando em utilizar um CD4093 em certa configuração.

 

Mas na verdade eu estava pensando, se funcional esse circuito, construir um schimitt-trigger com dois BC548 e alguns resistores. Já encontrei um circuito que permite isso. Bem simples.

 

Mas estou com certa dificuldade e simular esse circuito no Proteus 7.1 , não sei se estou fazendo errado ou se meu Proteus esta com problemas pois da erro com certa frequencia,

 

Até

 

E agradecido

[Felipe Electronic]

 

Não se pode controlar PWM assim em cima dos leds, pois PWM só controla a tensão média eficaz, não a tensão de pico.

A tensão de pico será sempre a tensão da fonte e isso queimará os leds

Isso eu concordo. Mas...

 

 

 

Teria que no mínimo usar um resistor limitador de corrente, mas isso tiraria a eficiência do PWM.

 

Ja tem no circuito, esta conectado ao anodo da string de leds.

 

[jootah]

Deixe me ver se entendi o circuito na parte em que esta os dois transistores.

 

Nessa parte:

 

 

Ele funciona limitando a corrente que carrega e descarrega o capacitor correto? A tensão injetada na base dos dois transistores que varia de 0v a Vcc sendo Vcc o maximo de saturação dos dois transistores correto?

 

Isso significa que tenho que colocar ali dois resistores que satura os BC548 e BC558 com a tesão maxima que eu espero da tensão de controle. Ou seja supondo que eu pretendo controlar com uma tensão de 0v até 5v os dois resistores tem que ser configurado na saturação total sobre 5v estou correto?

 

 

Agradecido

[circuit]

eu  montem este circuito no proteus   mas  não funciona  os ledes  ficam aceso  direto liguei o osciloscópio  virtual  e nada  não  gera  acho que esse  só montando  na pratica  o que acha   felip?

[MOR_AL]

Você está querendo complicar a coisa.

Releia a minha postagem com mais atenção que está muito bem explicada. Mais que isso é necessário estudar um pouco mais de eletrônica.

Meu simulador de circuitos não tem o 4093, que é um Schimitt-trigger. O problema desse CI é que as tensões de trigger não são muito bem estáveis, por isso o pessoal te indicou o LM555, que custa muito menos do que você vai gastar em montagem com a sua solução que é muuuuuiiiito limitada.

Vai montar e descobrir que ficou uma m&%#@ , pois você só vai poder variar V índice "C" em uma faixa bem pequena. Algo como 200mV. Estou te apresentando uma outra opção, com um LM311, que é um comparador. Baixe e estude o manual, antes de tentar tirar suas dúvidas. Junto com o diagrama esquemático seguem as formas de onda de tensão nos pontos estratégicos do circuito. Estude e tente entender como funciona.

Já demos dicas suficientes para você tentar resolver por diversos modos. Se quiser fazer com transistores, sugiro que estude antes os meus dois tutoriais que constam na página principal da eletrônica, aqui no FCH.

 

 

MOR_AL

[jootah]

Realmente fiz uns testes aqui. Como a minha intenção é economizar componentes e essa parte do PWM é somente um recorte do meu circuito, vou precisar utilizar o LM324 o que sobraria ampop neles, acabei decidindo fazer com ele gerando uma onda triangular como referencia.