Cómo controlar una carga capacitiva usando un Arduino Uno

AFAIK: las lentes líquidas parecen requerir una forma de onda de CA de amplitud variable y frecuencia fija sin ningún sesgo de CC en un espectro de frecuencias bastante bajas (< 20 kHz). No solo eso, sino que tienen una impedancia muy alta (menos de un nanofarad).

Los chips específicos de la aplicación comercial utilizan una topología compleja con una bomba de carga que aumenta el voltaje y un puente H que actúa como un inversor. Esto les permite ser muy compactos, eficientes y baratos para producir en masa.

No veo ninguna razón por la que desee replicar esto con convertidores de refuerzo, puentes H de alto voltaje y similares. Podría usar un DAC y un amplificador de baja potencia para impulsar directamente un transformador elevador, que solo requiere partes baratas fácilmente disponibles: un DAC serie de un solo canal, como el MCP4821 , un amplificador de audio mono lineal de baja potencia, como el tpa4861 y un transformador de cuerda manual en un núcleo toroidal de ferrita con una relación de giro de aproximadamente 30: 1.

Tenga cuidado, de acuerdo con el diagrama de forma de onda de salida en la hoja de datos, la salida es no PWM , sino una onda cuadrada de ~ 1.5 kHz con amplitud variable y tasas de borde controladas. La simple alimentación de PWM desde el Arduino a un puente H no parece ser suficiente.

Más bien, necesita crear una fuente de voltaje dinámicamente variable y alimentar el puente H a partir de eso. El puente H se acciona con una onda cuadrada de frecuencia constante y la tensión de alimentación varía.

Primero que nada, el DC / DC: 62Vrms es ~ 88Vpk. Así que necesitas un convertidor de impulso de ~ 90V. Esto no debería ser demasiado difícil, pero requiere un diseño cuidadoso. Una parte como Linear's LT8331 o similar debería funcionar.

Ahora que tiene un suministro de HV, necesita descubrir cómo modularlo. No suena como si necesitaras realmente un tiempo de respuesta rápido, por lo que podría ser factible para PWM, y filtrarlo para obtener un voltaje de suministro estable (básicamente estás diseñando un amplificador unipolar de clase D) . La hoja de datos especifica un tiempo de respuesta de 20 ms para 0% a 90%, por lo que puede tener suficiente separación entre la tasa de modulación y la frecuencia PWM para que esto funcione. En un Arduino, deberá deshacerse de las bibliotecas integradas y configurar el PWM de hardware para que vaya lo más rápido posible (~ 65kHz IIRC).

Alternativamente, podría intentar usar un convertidor boost con retroalimentación dinámica. Sin embargo, esto no funcionaría con voltajes por debajo de 5 V (no sé si eso es importante). Una arquitectura SEPIC podría funcionar igual de bien, pero no estoy seguro de qué tan cerca de 0V podría estar.