Circuito acondicionador

[laprast]

Hola gente:
Vereis, tengo un problema y no se resolverlo.
La cuestion es muy sencilla:
Supongamos que dispongo de una onda cuadrada 0-24V con una frecuencia de 19 Hz (Por
ejemplo procedente de una salida de PWM). Necesito un circuito para que me convierta esa onda en una
tension continua variable de 10 V de maxima dependiendo del Ton que le meta a la onda cuadrada.
Es decir: Ton 100% -> Salida 10V DC
Ton 50% -> Salida 5V DC
Ton 0% -> Salida 0V DC

Muchas gracias. Cualquier ayuda sera agradecida

 

[Fogonazo]

Si rectificas la tension de salida del PWM y la aplicas mediante una resistencia a un capacitor, que se descargue a travez de otra resistencia, la tension resultante sobre el capacitor sera directamente proporcional al ancho de pulso, una vez rectificada la acondicionas al valor que necesitas.

 

[laprast]

Hola Fogonazo
Permiteme que te prengunte una cuestion: No entiendo para que necesitas rectificar la señal si en realidad ya lo está ya que solo hay semiciclos positivos no? (Igual yo entendi mal).

A continuacion te muestro un circuito . A ver si coincido con lo que dices:



De todas maneras no entiendo bien porque la tension del condensador es proporcional al ancho de pulso.
Muchisimas gracias por la ayuda

 

[Fogonazo]

El circuito es lo que te comentaba, salvo la resistencia R2 que va a GND
Si no colocas un diodo en serie (Rectificar), el mismo PWM te "Descargara" el capacitor dandote una lectura errada. El diodo no permite que circule la corriente en sentido inverso desde el capacitor hacia el PWM
Cuanto mayor sea el tiempo ON del PWM, durante mas tiempo se estara cargando el capacitor = Mayor tension.
La resistencia de "Descarga" (R2) es porque si no la colocas, estaras midiendo sobre el capacitor tension Pico, y lo que necesitas es eficaz.

 

[laprast]

Hola de nuevo
Acabo de montar el circutio en multisim, y la verdad que la cosa marcha bastante bien.
Lo unico que hay dos inconvenientes:
- Al cargar y descargar el condensador existe un rizado que no es deseable, kizas aumentando el valor de R2 tardara más en descargarse, lo cual aguantará más la tension (puede ser una solucion?) O sino poner una bobina en serie con R1 para potenciar este filtro (Otra solucion?)

- Para adecuar la tension de salida, es decir, 100% ON 24V -SALIDA 10V ¿se podria colocar un simple divisor de tensión precedido de un seguidor emisor? Lo del seguidor-emisor lo comento para que se mantenga la tension estable al conectar una carga.

Pongo captura del experimento



Salu2

 

[Ardogan]

En realidad lo que estas poniendo a la salida del PWM es un filtro.
Si querés que te filtre más (menos rizado/riple) podés hacer lo siguiente:

1)Aumentar el orden del filtro (probar con un Sallen-Key, o poner en cascada otro filtro RC interponiendo un seguidor emisor, u otra topología), para tener una mayor atenuación. Con los valores que pusiste la frecuencia de corte es 1/(2 x pi x 1uF x 1Kohm)=159Hz, quiere decir que no estás filtrando nada. También filtrar ese riple de 19 Hz va a ser bastante difícil por ser una frecuencia muy baja. Tendrías que empezar cambiando esos valores. Yo descartaría esta opción.

2) Podrías aumentar la frecuencia PWM hasta algunos KHz? A esa frecuencia ya tendría que bajar el riple que tenés ahora unas 10 veces, y no tenés que cambiar nada de hardware.


Si tuviera que elegir iría por la segunda opción, aunque no sé si podés aumentar la frecuencia PWM libremente.

Saludos

 

[Ardogan]

La constante de tiempo que puse esta mal, tomé como que la resistencia de carga del capacitor es R2 y ni tuve en cuenta R1 (la constante de tiempo sería el doble creo). Pero las consideraciones que hice siguen en pie.

 

[Fogonazo]

Bueno, veo que captaste a la perfeccion la idea, como te dice Ardogan, se puede aumentar el orden del filtro, yo pondria otro similar a continuacion, y de este a donde tu quieras.
Asumi que la frecuencia de trabajo era de 19KHZ, esto era lo correcto ?
Donde sera aplicada la continua resultante ?

 

[laprast]

Bueno, veo que captaste a la perfeccion la idea, como te dice Ardogan, se puede aumentar el orden del filtro, yo pondria otro similar a continuacion, y de este a donde tu quieras.
Asumi que la frecuencia de trabajo era de 19KHZ, esto era lo correcto ?
Donde sera aplicada la continua resultante ?

No, la frecuencia de trabajo es de 19 Hz, que es la salida que da un microcontrolador. Lo dificil del tema es que dicha frecuencia es muy baja y es dificil tratarla mediante filtros. Ademas, Fogonazo, ¿tu crees que existe un calculo aproximado de los valores de las resistencias y condensadores para diferentes anchos de pulso?

Si coloco otro filtro pasabajos en cascada, ¿que frecuencia de corte deberia calcular? ¿1Hz?

Ah y tengo otro problemilla. Cuando el ancho de pulso es del 50% la tension se me queda en 6,8V (por lo menos en el multisim). A que se debe eso?



Saludos
Gracias

 

[Fogonazo]

Tienes las 2 formas de calcularlo, por filtro o por constante de carga-descarga de la resistencia capacitor.
Como es un caso atipico, me parece que la solucion es empirica, buscando valores y simulando un poco.
Si pasado el 50% de TOn, no te sube mas la tension, aumenta el valor del capacitor y de R1, esto te cambia la curva de TOn-Volt´s y te disminuye el rizado.

Existe otra alternativa a la convercion, que es implementar un medidor de voltaje TrueRMS, pero es mucho mucho mas complicado.