Dice que puede usar circuitos integrados, por lo que la restricción de los microcontroladores no tiene sentido. Un microcontrolador es simplemente otro IC. Dado que no se proporciona la justificación de esta restricción arbitraria, podemos concluir que es de naturaleza religiosa e ignorarla.
Yo usaría un micro que tiene tanto "captura de entrada" como salida PWM. Hay muchos que tienen ambos, incluyendo muchos de los PIC 16. Utilice la captura de entrada para medir el ciclo de trabajo de PWM entrante. Dependiendo de cómo funciona exactamente el hardware, es posible que necesite dos módulos de captura de entrada. Uno para capturar un temporizador de funcionamiento libre en el flanco ascendente y otro en el flanco descendente. Otra opción es usar un temporizador cerrado para que el temporizador se ejecute cuando la señal PWM entrante sea alta. En el flanco descendente, toma el valor del temporizador y lo resta del anterior para obtener una medida del tiempo de PWM.
No importa cómo use el hardware para obtener el ciclo de trabajo entrante, use eso para ajustar el ciclo de trabajo de salida para que sea el mismo. Dado que esto se realiza pulso a pulso, la respuesta debe ser efectivamente la misma que con el PWM más lento. El circuito de retroalimentación no debería poder distinguir la diferencia entre conducir a 400 Hz directamente o a 24 kHz con su convertidor allí.
Otra ventaja de hacer esto es que el motor probablemente funcionará un poco más eficientemente. Las bobinas del motor parecen inductivas al circuito de conducción. Con la frecuencia de conmutación más alta, hay menos tiempo entre la conmutación para que cambie la corriente del inductor. La menor corriente de rizado a través del motor causa menos pérdida de I 2 R. La corriente de rizado en la frecuencia PWM no hace nada para mover el motor. Solo calienta los devanados.