Uso de la fuente de alimentación de impulsos y los condensadores para impulsar los solenoides

El principio de la unidad PWM es básicamente sólido, pero no como lo has dibujado.

El condensador de derivación que has mostrado no es necesario o no es suficiente. En cualquier caso, no desea que esté conectado al drenaje FET.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si esos solenoides están laminados, es decir, diseñados para excitación de CC o CA, entonces pueden funcionar con CC de cambio rápido, y no necesita el condensador, como se muestra en el diagrama de la izquierda. La frecuencia PWM estará bastante restringida. Debe ser a) lo suficientemente rápido para mantener los solenoides arrastrados sin vibraciones / zumbidos yb) lo suficientemente lento para que las laminaciones del solenoide no se sobrecalienten. Esto puede limitarlo a un PWM de 100Hz o pocos 100Hz, lo que puede causar un problema de zumbido audible.

Su capacitor almacenará la tensión del riel cuando el FET esté encendido, y activará el solenoide a una potencia mayor o menor, independientemente del ciclo de trabajo de PWM, por lo que debe eliminarse. La corriente del solenoide será continua debido a su propia inductancia. Cuando el FET está desactivado, la corriente del inductor continuará fluyendo a través del diodo de derivación.

Si los solenoides no están laminados, o el zumbido como se mencionó anteriormente resulta ser un problema, entonces deben alimentarse con corriente continua (CC), como se muestra en el diagrama de la derecha. El inductor y el condensador actuarán como un filtro. El diodo D2 aún es necesario para suministrar la corriente del inductor cuando el FET está apagado. Esto no es un SMPS, por lo que el CD al solenoide no necesita estar limpio a mV.

Esto permite una elección más amplia de la frecuencia PWM, ya que el solenoide no está viendo la frecuencia de conmutación directamente. Algo mucho más alto, como 25kHz, sería apropiado. Al estar por encima de 20 kHz, no tendrá que preocuparse por la audibilidad, ya que usaría componentes de filtro mucho más pequeños que los 100 Hz.

Como tiene control total sobre el PWM, puede hacer que el cambio a través de los múltiples canales esté fuera de fase, así que reduzca la corriente de pico dibujada cuando hay varias teclas activadas.

No es una solución completa, me temo, pero esto podría ser un poco de reflexión.

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Figura 1. (a) El contacto del interruptor del solenoide se abre cuando se presiona para agregar resistencia en serie. (b) El capacitor grande proporciona una corriente de activación mientras que la resistencia proporciona una corriente de retención.

• 1.3 Una corriente de solenoide a 12 V significa que la resistencia del solenoide es de aproximadamente 9 Ω.
• Si un contacto de solenoide normalmente cerrado está disponible, el circuito de la Figura 1a puede proporcionar una solución simple. La tensión total está disponible inicialmente para el solenoide. Cuando atrae SW1, se abre y R1 proporciona una corriente de retención. Suponiendo que aproximadamente la mitad de la corriente debería mantenerlo en 9 o 10 reduce, se reduciría la corriente a la mitad y la potencia a 1/4.
• Una variación en el tema de su capacitor es proporcionarle a cada solenoide un capacitor de inserción como se muestra en la Figura 1b. El problema es que la resistencia de su solenoide es tan baja que se requiere un capacitor muy grande para suministrar la corriente. Para un pulso de 0.1 s podemos calcular la constante de tiempo RC que \ $ C = \ frac {\ tau} {R} = \ frac {0.1} {10} = 10 \; mF \ $. Cuando se desconecta el solenoide, C1 se cargará en un 95% en 3τ = 0,3 s. Esto puede no ser lo suficientemente rápido para sus gustos musicales. El gran problema es el tamaño de los condensadores.
• La Figura 1c es una variación de b y la idea es usar un transistor para amortiguar el temporizador de pulso formado por R4 y C2. R5, D1 y D2 evitan que el voltaje del solenoide caiga por debajo de 6 V y el punto A podría alimentar 'D2' en un grupo de notas. (Probablemente sería mejor usar un regulador de voltaje decente para esto en lugar de la disposición Zener que he bosquejado). La ventaja es un tamaño de condensador 100 veces menor, pero la compensación es los componentes adicionales y el disipador de calor para el transistor. (6 V x 0.65 A = 3.9 W.) No lo he pensado bien y hay algunos problemas, como la caída de tensión inicial en el Q1.

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Figura 2. Una versión para probar en el simulador.

El transistor Darlington mejora la amplificación del seguidor de voltaje reduciendo aún más el valor y el tamaño de C2. V1 se ha elevado a 14 V para superar la caída de voltaje de Darlington.

Figura 3. Respuesta de tiempo de simulación.

Debes jugar con los valores para satisfacer tus requisitos.