0-5V PWM a voltaje analógico de 0-24VDC con MOSFET

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Estoy teniendo problemas para entender cómo o si es posible regular un voltaje con un MOSFET. Quiero regular un voltaje de salida de 0-24VDC 0.5A (continuamente) con el ciclo de trabajo de una señal PWM de 0-5V 1kHz de un controlador PCA9685 LED.

Mi solución inicial estaba usando un filtro de paso bajo y luego ejecutaba el voltaje promedio a través de un amplificador operacional. Pero me dijeron que esta no era una buena solución. Como quiero 16 salidas analógicas de CC, el uso de amplificadores operacionales será costoso y necesitaré una solución de enfriamiento. La fuente de 24VDC es de un camión. La salida también debe tener protección contra cortocircuitos y no debe permitir más de 0.5 A de corriente.

¿Es esto posible con un MOSFET? ¿Seguiré necesitando soluciones de refrigeración para esto? ¿Y cómo sería ese circuito?

Gracias.

    
pregunta Andy90

1 respuesta

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Podrías hacer algo alrededor de esta idea:

Luego, si todo tiene el tamaño adecuado (este circuito de ejemplo necesita afinación, no lo des por sentado), es muy eficiente y no necesita refrigeración. Pero hay cosas a considerar:

  • No hay retroalimentación: la tensión de salida está mal regulada y varía según la carga. Debido a que cada carga no es muy alta, podría ser aceptable. Agregar un comentario requeriría un controlador por salida y sería muy costoso.
  • La puerta PMOS (en la parte superior) se acciona con un acoplamiento capacitivo de la señal PWM. Esto hace que los esquemas sean muy simples y evita un traductor de nivel, pero requiere que la señal PWM nunca permanezca en un nivel bajo por mucho tiempo (siempre debe haber un ciclo de trabajo mínimo, y también tenga en cuenta que el estado de apagado es cuando la señal PWM permanece en nivel alto). Por lo tanto, nunca se puede alcanzar por completo.
  • Pero ... Honestamente, con este circuito y una frecuencia de 1 KHz, el inductor y el condensador son demasiado grandes, en tamaño y en precio. Sin embargo, si cambia el controlador (por ejemplo, utiliza un microcontrolador de propósito general con un número adecuado de salidas PWM) y puede alcanzar el rango de ~ 50 KHz, entonces se vuelve práctico. Tanto el inductor como el condensador pueden ser MUCHO más pequeños. Pero, si aumenta demasiado la frecuencia, las pérdidas de conmutación en el MOS comenzarán a ser demasiado altas. Haga algunos intentos con LTSpice y vea cómo va.
respondido por el dim

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