Controlador de motor de CC bidireccional desde un solo pin analógico

Primero, sí, sí quieres hacer PCBs. Eso será más fácil y mucho más confiable que acumular 12 unidades con conductores voladores o lo que sea.

Dado que sus requisitos generales de energía son bajos, puede permitirse el lujo de utilizar amplificadores de clase B. Su salida máxima es de ± 12 V (por lo tanto, abs 24 V) y la carga consume 2 W, por lo que la corriente en ese punto es de solo 83 mA. La peor disipación de los elementos de paso es cuando la mitad del voltaje total se aplica a la carga. Suponiendo una carga lineal, entonces consumirá ¼ de la potencia máxima, o 500 mW. El total disipado por los elementos de paso también será de 500 mW. Esto se divide entre dos patas opuestas de los dos controladores de clase B, por lo que 250 mW en el peor caso por elemento de paso. Los estuches TO-220 en aire libre pueden manejar eso fácilmente.

Aquí es cómo se vería uno de los dos controladores de salida de clase B:

Loscuatrotransistoresformanunaetapadepotenciaconunagananciadevoltajedeaproximadamente2.Deseaciertagananciaaquíparaqueeloperadornotengaqueconducirsusalidademasiadocercadelosrielesdealimentación.Pero,ustedquieredejaralgodelagananciageneralalopampparaqueseaestable.R5yR6soneldivisordevoltajeparalaretroalimentaciónnegativageneralyestablecenlagananciageneralen4.Yaquelaetapadesalidatieneunagananciade2,estosignificaqueelopamptambiéntendráunagananciade2,locualesbueno.

Nodijistequéprecisiónyvelocidad,peromencionastequelacargaescomounmotoryqueelcircuito"no tiene que ser exactamente lineal". Esta etapa de salida tiene una banda muerta en el punto de cruce. Esto permite la simplicidad y garantiza que los controladores laterales alto y bajo no estarán encendidos al mismo tiempo. También resultará en una cierta distorsión de cruce. Sin embargo, el opamp lo compensará en bajas frecuencias. Esto no es para audio "HiFi", pero debería ser lo suficientemente bueno para manejar un motor.

No mostré las conexiones de alimentación LAM324 quad opamp, pero debería alimentarse directamente desde ± 12 V, por supuesto, con una tapa de bypass adecuada.

El bloque funcional que se muestra arriba es esencialmente un amplificador de potencia que funciona hasta DC. Se acciona desde una señal de control de ± 3 V, y produce una señal de salida de potencia de ± 12 V.

Utiliza dos copias de este bloque, cada una controlada con una señal de control de ± 3 V de polaridad opuesta. Use una de las dos opamps restantes para convertir su señal de entrada de 0-5 V a ± 3 V, y la otra para cambiarla a la polaridad opuesta ± 3 V para activar el otro bloque de potencia.

La carga se conecta entre las salidas de los dos bloques. Puede pensar que este tipo de puente es un puente H analógico que puede conducir la carga con casi ± 24 V.

Parece que lo que necesita es un OpAmp de alimentación de CC acoplado. Siempre que la señal analógica 0-5V generada no sea "steppy" (es decir, generada con mucha resolución) este tipo de amplificador debería proporcionar una salida limpia.

Podría imaginar una parte como la fuente de alimentación apagada +/- 15V de OnSemi LA6500 capaz de producir su salida lineal de -12V a + 12V. Las resistencias apropiadas alrededor del LA6500 establecerían su ganancia y compensación para convertir el rango de entrada al rango de salida deseado. Estas piezas se pueden adjuntar a un disipador de calor si es necesario y son capaces de conducir más actual de lo que necesita, pero al mismo tiempo se venden a buenos precios.

Por cierto. En el uso normal, un puente en H no es adecuado para el accionamiento lineal directo de su carga, según lo solicitado. El H-Bridge se utiliza como un dispositivo de conmutación digital completo. Se pueden usar para el control de la velocidad del motor, por ejemplo, si una señal PWM digital a una frecuencia suficientemente alta se transmite a través del controlador H-Bridge. En este caso, las bobinas del motor integran los impulsos de alta velocidad del controlador H-Bridge y producirán una unidad neta equivalente de la bobina proporcional al ciclo de trabajo de la señal PWM.

Puede probar el siguiente circuito, recibe una señal de 0 a 5 Vcc y al utilizar dos amplificadores operacionales, puede convertirla en una señal de -12 Vcc a +12 Vcc, luego la etapa de transistor alimenta su unidad con más corriente. Está lejos de ser lineal, pero es un circuito muy simple para sus requisitos.