Estoy intentando diseñar un circuito que permita que un microcontrolador (arduino) controle el voltaje de una carga. La tensión de carga debe ser de naturaleza bipolar (+ - 3 a 5 V) para su uso en el control de un TEC.
Mi idea de diseño actual es tomar la salida del microcontrolador como PWM y el filtro de paso bajo para obtener un voltaje entre 0 y 3.3 V. Desde allí, planeo cambiarlo a + - 3 V a través de una entrada a BJT como se muestra a continuación:
Cuando esta parte del circuito se prueba solo, parece ofrecer las características correctas (50% del ciclo de trabajo PWM da 0 V, el promedio de muchos interruptores entre + y - 3 V, variando el ciclo de trabajo aumenta / disminuye esto voltaje hasta los voltajes del riel de suministro de manera proporcional).
Desde allí, la entrada se alimenta a una topología de amplificador push-pull simple que se alimenta de la misma fuente bipolar que el cambiador de nivel, para impulsar la carga (corriente de carga en la región de 1 amperio deseada).
Cuando el cambiador de nivel y el filtro de paso bajo están conectados al amplificador push-pull, se carga y no da el control de voltaje proporcional deseado que estoy buscando. He intentado mover la sección de paso bajo antes y después del transistor de cambio de nivel, pero en esa configuración tengo dificultades para conducir suficiente corriente a través de la base del transistor para que cambie (se necesita un amplificador de corriente).
¿Cuál sería la mejor manera de resolver estos problemas con la topología dada? He considerado usar un amplificador operacional como búfer para la etapa de paso bajo, pero solo tengo acceso a 741s que no sirven para la fuente de alimentación de + - 3 V (Tal vez podría aumentar la tensión de alimentación, la la carga conducida es un dispositivo TEC).
¿Es posible amortiguar la salida de la sección de paso bajo simplemente con un transistor? ¿O muevo la sección de paso bajo a antes del Q1 y de alguna manera construyo un amplificador actual?
Cualquier aportación o sugerencia para superar este problema sería muy apreciada, gracias.
Tengo acceso a una única fuente de alimentación de banco bipolar y BJT (no FET, desafortunadamente) (junto con algunos amplificadores operacionales LM741, y una selección de resistencias, condensadores e inductores, pero nada sofisticado o integrado (podría ser para comprimir algunas puertas lógicas de la serie 7400 y puertas para realizar cambios de nivel a bajo costo si es necesario).
Tenga en cuenta que los valores de los componentes utilizados en estos esquemas son solo para una descripción aproximada.
He implementado la sugerencia de búfer de Spehro y parece que funciona como se desea. ¿Alguien puede hacer alguna sugerencia sobre cómo podría mejorar este circuito? (La corriente Q1 parece un poco alta, ~ 100 mA, pero solo 75 Ohm en el colector parece sesgar la salida de paso bajo RC a alrededor de 0 V a 50% de PWM)
El circuito está trazado en LTSpice para simulación aquí .
A continuación se muestra el circuito trazado en CircuitLab, si es más fácil de ver.
Actualización: agregué algunas resistencias de polarización a la sección de seguidor de emisor y modifiqué un poco en LTSpice para que el sistema sea lo más lineal posible de la entrada PWM a la salida. No estoy seguro de si lo que estoy haciendo es correcto, pero parece ser mejor que lo que he estado haciendo antes.
El circuito LTSpice vinculado anteriormente se ha actualizado para que coincida si es más fácil de simular.
