Stromberechnung abhängig von Mbed PWM-Spannung

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Ich betrachte diese Frage in einer Entwurfsübung.

Nach einer einfachen Rechnung beträgt die Spannung 9 V, die Impedanz der Heizung 3 Ohm. Der Strom durch R beträgt also 3A?

ODER

Muss ich den PWM-Ausgang berücksichtigen? Wird das eine Spannung von 3,3 V in Übereinstimmung mit V out auf dem Mbed erzeugen. Die Spannung am Widerstand beträgt also tatsächlich 6,7 V?

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Die Frage lautet "Berechnen Sie den Strom, der in R1 fließt, wenn Q1 eingeschaltet ist". Kein PWM. Überprüfen Sie das Mosfet-Datenblatt für RdSon bei einer Gate-Spannung von 3,3 V. Fügen Sie den Widerstand von Q1 rdson zu R1 hinzu. Strom berechnen.
Ach okay! Das Datenblatt gibt an, dass RDS (on) 0,15 Ohm beträgt, wenn VGS 4 V und ID = 8 A beträgt. 4V ist der Wert, der 3,3V am nächsten kommt. Wäre es also am besten, das als die genaueste Schätzung zu verwenden? Spielt ID auch eine Rolle?
die RDS(on)-Werte aus dem Datenblatt hinzugefügt

Antworten (1)

Die Mathematik ist korrekt, wenn Sie die 9 V als Start verwenden, aber verstehen Sie, dass der Strom, den Sie berechnen, nur den Momentanstrom durch die Heizspule darstellt. Der durchschnittliche Strom ist eine aussagekräftigere Zahl, und um dies zu erreichen, müssen Sie die PWM und insbesondere das Tastverhältnis berücksichtigen. Bedenken Sie, dass PWM (was Pulsweitenmodulation bedeutet) die Spulenwärme steuert, indem der Strom durch die Spule (und damit auch die Spannung darüber) mit einer Frequenz von 1 kHz (gemäß Ihrem Beitrag) schnell ein- und ausgeschaltet wird. Aber die Frequenz ist nicht so wichtig wie das Tastverhältnis der PWM-Wellenform.

Betrachten Sie die einfachsten Fälle ... wenn das Tastverhältnis der PWM-Rechteckwelle 100% beträgt (dh immer eingeschaltet ist), dann tut die PWM effektiv nichts, und Sie können die Heizung genauso gut einfach an die 9-V-Versorgung anschließen. Aber nehmen wir an, die Rechteckwelle hat einen gleichmäßigen Arbeitszyklus von 50%. Das bedeutet, dass die Heizung die Hälfte der Zeit und die Hälfte der Zeit eingeschaltet ist. Glücklicherweise ist die Mittelwertbildung für eine Rechteckwelle ziemlich einfach. Der Strom 1 (wie Sie berechnet haben) 3 A für die Hälfte der Zeit und Null für die andere Hälfte. 50 % von 3 A wären also 1,5 A Durchschnittsstrom.

Leider enthält das Diagramm oder Ihre Beschreibung nicht genügend Informationen, um das Tastverhältnis dieses PWM-Ausgangs zu bestimmen. Aber zumindest hast du einen Ansatzpunkt.

Danke! Ich gehe davon aus, dass der Arbeitszyklus wahrscheinlich bei 50% liegen soll. Es würde keinen Sinn machen, die Frequenz anzugeben, wenn sie bei 100 % wäre.
Unabhängig davon, ob Sie PWM haben oder nicht, der Strom, der fließt, wenn Q1 eingeschaltet ist, ist derselbe. Q1 ist entweder ein- oder ausgeschaltet.
@shakamoto Sie können davon ausgehen, aber das bedeutet nicht, dass der Arbeitszyklus 50% beträgt.
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