Wie kann man 5 V von einer 3,3-V-MCU ausgeben?

Es hört sich so an, als ob der FET der falsche Typ (NMOS vs. PMOS) oder der 2N7000 relativ hoch gewesen wäre$V_{GS(th)}$Wert (bei welcher Spannungsdifferenz zwischen G und S "schaltet es sich ein"). Wir bräuchten wirklich einen Schaltplan, wie es angeschlossen war, um genau festzustellen, warum es nicht funktionierte. Aber das 2N7000-Datenblatt gibt dies typischerweise als 2,1 V an, daher muss eine Potentialdifferenz von mindestens so viel bestehen, bevor es überhaupt beginnt, von Source zu Drain zu leiten. (Selbst dann ist es keine lineare Beziehung ... FETs können ziemlich "lustig" sein, so zu arbeiten, wie Sie es erwarten.)

Die Operationsverstärker-Idee war gut, was hätte funktionieren sollen, aber der LM358 ist kein Rail-to-Rail- Ausgangstyp, was bedeutet, dass der Ausgang niemals genau zu jeder Stromschiene gehen wird (weder 5 V noch 0 V genau). kann auf 4,65 V oder so gehen, aber nicht auf 5 V, wodurch der Rest der Schaltung leicht "eingeschaltet" bleibt. Es kann auch ein Problem mit den gewählten Widerstandswerten gegeben haben (solch große Werte können andere, unbeabsichtigte Einflüsse auf den Betrieb haben). Wenn es möglich wäre, die Versorgungsspannung leicht zu erhöhen, beispielsweise 5,5 V, könnte dies das Verhalten "korrigieren". , aber das wäre technisch gesehen ein Hack.

Eine andere Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, ein primitives Logikgatter, z. B. ein Gatter der 7400 -Serie, als "Vermittler" zwischen der 3,3-V-Logik und dem 5-V-Signal zu verwenden. Wenn Sie diese Geräte untersuchen, werden Sie bei etwas wie einem 74LS04 feststellen, dass sie eine logisch hohe Übergangsspannung am Eingang haben ($V_{IH}$) von etwa 2,0 V. Das heißt, wenn Sie dies mit 5 V versorgen und den 3,3-V-Digitalausgang speisen, wird es dies gerne akzeptieren (es geht über 2,0 V hinaus) und 0 V und 5 V respektvoll ausgeben. Beachten Sie, dass alle anderen Eingänge an einem IC der 74er-Serie entweder mit Vdd oder Vss (+5 V oder Masse) verbunden werden müssen, da er sonst wahrscheinlich zerstört wird. (Eingänge dürfen niemals "schwebend" bleiben.)

Das ist großartig für einen digitalen Ausgang, aber wenn Sie möchten, dass die PWM dem LUXDrive als analoge Spannung präsentiert wird, dann ist die Lösung nicht schwierig - verwenden Sie einfach einen einfachen RC-Tiefpassfilter nach diesem Logikgatter. Der Tiefpassfilter sollte ein sehr tieffrequentes "Knie" haben, idealerweise je niedriger desto besser, damit er so viel wie möglich vom 500Hz-Signal blockiert. Der Ausgang davon sollte hauptsächlich ein DC-Signal sein, das linear proportional zu der PWM ist, die darin eingeht.

Für so etwas würde ich mit LTspice herumspielen , um den Tiefpassfilter zu simulieren und zu "sehen", wie die Ausgabe tatsächlich aussehen wird. Etwas Experimentieren ist angesagt. Dann prototypieren Sie es und sehen Sie, was der LUXDrive macht. Stellen Sie einfach sicher, dass alle Spannungen für jedes Gerät innerhalb der Grenzen liegen, und überprüfen Sie immer die gesamte Verkabelung, bevor Sie Strom anlegen.

Sie haben die Grundidee richtig, aber Ihre Verkabelung ist ausgeschaltet.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

In diesem Fall wird Ctrl, wenn D1 On/High/3,3 V ist, durch den Transistor oder Mosfet nach unten gezogen. Wenn D1 Aus/Niedrig/0 V ist, wird Ctrl durch R1 hochgezogen. Da Ctrl eine umgekehrte Logik hat, wobei 0 V = Ein, 5 V = Aus ist, müssen Sie Ihre Logik nicht einmal im Code umkehren.

Der Transistor kann jeder übliche Kleinsignal-NPN- oder N-Kanal-Mosfet sein. Der 2N7000 funktioniert, aber ein 2N3904 NPN könnte meiner Erfahrung nach besser sein. Es ist glatter und funktioniert als stromgesteuertes und nicht spannungsgesteuertes Gerät besser mit einer 3,3-V-Quelle. Der 2N7000 sollte bei 3,3 V öffnen, da seine minimale (maximale) Gate-Schwelle bei einer Stromaufnahme von 1 mA 3 Volt beträgt, aber das ist knapp.

R1 kann je nach Bedarf kleiner sein. 1K bis 10K. R2 sollte auf 1K belassen werden, nur um den N-Fet/NPN und den Pin der MCU vor übermäßiger Stromaufnahme zu schützen.