CV PWM con NE555 e Comparatore

[oromoiluig]

ciao, devo costruire un circuito che funga da controller PWM per un motorino DC. La PWM deve essere controllata in tensione. Pensavo a un semplice astabile con un NE555, come questo

555astablemode.gif (3.94 KiB) Osservato 9403 volte

da cui prelevare l'uscita ai piedini 2 e 6 e collegarla all'ingresso non-invertente di un comparatore, al cui ingresso invertente invece collegherei la tensione di controllo. L'uscita del comparatore piloterà un mosfet di potenza che fornir la corrente al motorino.
Avrei quindi qualche domanda:
- quale frequenza deve avere l'oscillatore astabile? ho letto(non ricordo dove) che se questa è in banda audio, provoca un sibilo avvertibile, vorrei però che il tutto fosse quanto più silenzioso possibile(per quanto possa essere silenzioso un motore DC), andrebbe quindi bene una frequenza intorno ai 25KHz?
- quale comparatore consigliate per un'applicazione del genere? sono benvenuti i comparatori doppi o quadrupli, visto che devo replicare il circuito almeno due volte.
-nel caso in cui si utilizzi un mosfet con integrato il diodo di protezione come l'IRFP240, è comunque necessario utilizzare un diodo Schottky in parallelo al motore?
grazie

[marioursino]

ho letto(non ricordo dove) che se questa è in banda audio, provoca un sibilo avvertibile

Questo posso confermartelo; ho realizzato per sfizio la stessa identica cosa con un 555 per pilotare una ventolina 12 V, 0.69 A, modulando la frequenza ascoltavo allegramente un mix di armoniche generate dal rotore che oscillava coerentemente alla frequenza PWM. Salendo oltre i 19 kHz svaniva lentamente ma conta che il 555 inizia a non gradire più frequenze così alte e al posto di un'onda quadra ti ritrovi una triangolare, almeno questo è quello che ho misurato. Aspetta qualcuno di più autorevole che confermi quello che mi è successo però!

[simo85]

@ oromoiluig. Per il momento vedi qui.

[IsidoroKZ]

L'unica domanda cui e` facile rispondere e` il diodo: si`, ci vuole!

Per la frequenza puoi andare poco oltre i 20kHz.

Tieni presente che un comparatore non riesce a pilotare bene un MOS di potenza, serve in mezzo un MOS driver.

Per il resto del circuito bisogna sapere range della tensione di controllo, tensione di alimentazione disponibile, tensione/corrente dei motori, alimentazione dei motori...

[franx]

il controllo PWM tramite il pin 5, ti porta una variazione di duty ma anche di frequenza (e presumo anche di fase)

se vuoi una PWM a controllo di tensione, senza variazione di fase né di frequenza (l'ideale per il controllo di motori) dovresti procurarti un generatore di onde triangolari simmetrico (ovvero la portante) e quindi un comparatore senza isteresi: su un ingresso mandi la triangolare e sull'altro mandi la tensione di controllo che mandavi al pin 5 del 555 (ovvero il segnale modulante)

per la frequenza credo che 400..500 Hz vadano bene

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[oromoiluig]

Allora, per chiarire il circuito che avevo in mente (e sulla breadboad) è questo, a cui va aggiunto lo stadio di potenza:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

il controllo PWM tramite il pin 5, ti porta una variazione di duty ma anche di frequenza (e presumo anche di fase)

infatti non è quello che cerco, credo tu abbia letto male . . .

@ oromoiluig. Per il momento vedi qui.

grazie, ma a quel che vedo, qui si parla di circuiti la cui PW viene controllata utilizzando un partitore resistivo, ma io ho bisogno di farlo con un controllo in tensione,

Per il resto del circuito bisogna sapere range della tensione di controllo, tensione di alimentazione disponibile, tensione/corrente dei motori, alimentazione dei motori...

La tensione di controllo va tra Vcc e 0, Vcc si può scegliere arbitrariamente (inserirò un regolatore appositamente per questo circuito), I motori sono a 24 V e assorbono circa 2A a 24 V a regime.

Tieni presente che un comparatore non riesce a pilotare bene un MOS di potenza, serve in mezzo un MOS driver.

Questo per via della capacità di ingresso del mosfet, giusto?
Se invece del IRFP240 che ha una input capacitance di 1300pF usassi l'IRF530 che ne ha una di 650pF sarebbe comunque necessario il driver?
Che tipo di driver consigli?
Se invece usassi un Darlington tipo TIP 147 andrebbe meglio?

Più in generale, sto completamente sbagliando circuito e sarebbe meglio fare le cose in un altro modo?(ferme restando le caratteristiche di alimentazione richieste, e una frequenza superiore anche di poco ai 20Khz per la PW)
grazie

[marco438]

Ma cosa ti ha fatto FidocadJ per trattarlo cosi' male?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[oromoiluig]

non l'ho fatto apposta, lo giuro!

[IsidoroKZ]

La tensione di controllo va tra Vcc e 0, Vcc ...

Se usi lo schema con il 555 la tensione di controllo deve andare fra 1/3 Vcc e 2/3 Vcc. Ma e` semplice da scalare. Meglio scambiare gli ingressi del comparatore in modo da avere duty cycle crescente per tensione di controllo crescente.
L'onda triangolare generata in quel modo (e circuiti simili senza integratore) non e` proprio triangolare, ma per un controllo di un motore potrebbe bastare.
C'e` anche il modo di usare direttamente il 555 per generare un PWM controllato da una tensione, ma non conosco le prestazioni del circuito in questo caso.

Questo per via della capacità di ingresso del mosfet, giusto?

Anche e soprattutto per la Crss che subisce effetto Miller. Il dato da guardare sul datasheet e` Qg, la carica complessiva di gate.

Comunque il MOS e` una buona scelta.

[franx]

Per generare una forma d'onda esponenziale, periodica, simmetrica (Tc=Ts), e dal momento che non abbisogni dell'uscita rettangolare sul pin 3, ti consiglio il seguente schema:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La carica e scarica del condensatore avviene sempre attraverso la sola R1, da qui l'uguaglianza tra il tempo di carica e quello di scarica:







N.B. Per quanto riguarda il mio schema al post [5] va corretto, scambiando fra loro i due ingressi, quello della portante (onda triangolare/esponenziale) con quello della modulante (tensione di controllo):

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad