Control PWM con interruptor MOSFET

¿Qué estás tratando de lograr con PWM? ¿Quieres convertir el voltaje de manera eficiente? No puedes hacer eso sin un inductor:

¿Puede una bomba de carga ser 100? % eficiente, dados los componentes ideales?

Si agrega un inductor, entonces tiene un conversor de dinero . Puedes rodar los tuyos o comprarlos como módulos completos.

¿O la eficiencia no es tanto una preocupación como la simplicidad? Si su carga no requiere más de \ $ 25mA \ $, entonces no estamos hablando de mucha potencia. En el peor de los casos:

\ $ 25mA \ cdot 300V = 7.5W \ $

se disipa, ya sea en la carga, o en algo que elimina el exceso de voltaje. La proporción de eso entre la carga y algo más está determinada por el voltaje requerido por su carga. Un TO-220 puede disipar \ $ 7.5W \ $ con un disipador de calor, y alrededor de \ $ 2W \ $ sin.

Si puedes lidiar con el exceso de calor y la duración reducida de la batería, lo que quieres es un regulador lineal , que será más simple, más barato, mejor regulado y más confiable que cualquier esquema de PWM 555 sin inductor, aunque no será menos eficiente.

Hay muchas formas de hacer reguladores lineales, suficientes para merecer otra pregunta, pero sería difícil simplificar esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La regulación es deficiente y podría mejorarse con un amplificador de error, pero es difícil simplificarlo. Será tan eficiente como su circuito 555, y en \ $ 2.5mA \ $, ¿qué tan eficiente necesita ser?

Si estoy leyendo esto correctamente, estás usando el MOSFET (interruptor) para cargar un condensador a un cierto voltaje. La tensión (fija) conectada a través del condensador está drenando la tensión a través del capacitor. Los tiempos de encendido / apagado deben ser controlados por un 555 utilizado como PWM. Algo como esto:

Esencialmenteesunsistemadebucleabierto.ElvoltajedeondulaciónatravésdelcapacitorseráunafuncióndelatasadecorteylarelaciónM/SdelPWM.Miprimerareacciónseríaconvertirloenunsistemadecircuitocerradoalmonitorearycompararelvoltajeatravésdelcondensador(demasiadoalto/demasiadobajo)yusarestainformaciónparacontrolarelPWM.EnlugardealterarelPWM"manualmente", simplemente cambiaría la tensión de referencia (resistencia variable) y el circuito se ajustaría automáticamente. También creo que un inductor entre el condensador de almacenamiento (C) y la carga (y posiblemente un segundo condensador a través de la carga - filtro pi) sería útil para suavizar las ondulaciones. Es posible que tenga que agregar una resistencia en serie con el MOSFET para limitar la corriente de carga y un fusible (de 300 V de alimentación) sería útil en caso de un cortocircuito causado por un condensador defectuoso o una salida accidental del cortocircuito.

Es posible que haya ocurrido en un circuito mejor que realiza la misma función. De hecho, en realidad es muy similar a un interruptor MOSFET / carga normal. La carga tiene un condensador alrededor para suavizar las ondulaciones. Además, la compuerta toma una salida invertida del 555 (se realizará con un controlador de compuerta inversor), ya que el 555 nunca puede tener un tiempo de marca más corto que el tiempo de espacio.

Aunque creo que lo he descubierto, todavía estoy muy abierto a otras respuestas.