用运算放大器放大PWM信号。压摆率有问题吗？

我需要将PWM信号从5V放大到24V，以驱动mosfet，该MOSFET又驱动小型DC电动机。输入信号的频率为500Hz，来自Arduino uno（引脚9）。

为了放大信号，我想到了使用典型的同相放大器配置

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果使用TL071等运算放大器，则典型的压摆率为16伏/微秒。这意味着运算放大器将需要24/16 = 1.5微秒才能达到PWM的高输出。这对于我来说是可以接受的，因为在500 Hz PWM频率下，PWM周期应为2000微秒，因此2000上的1.5可以忽略不计。

我还有其他考虑吗？例如，我是否应该考虑mosfet需要给门充电的时间？有没有更好的方法来放大PWM信号？

此外，假设我想增加PWM频率。例如高达2.5kHz。在这种情况下，PWM周期应为380微秒。考虑到1.5在380上，压摆率对于我来说还是可以接受的。

对于这种电压放大，通常需要使用MOSFET。

简单的N通道一，低端开关，其电阻器连接到正电源电压：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

R1的值取决于您需要打开外部的电源。

实际上，这是一个反相电路，但这并不重要-大多数MCU可以简单地设置PWM的极性，或者您可以逻辑上将占空比反相。

这确实提出了一个问题，为什么您认为必须提高要驱动的MOSFET的栅极电压！

这里有几处错误或混淆的地方：

1. MOSFET栅极的24 V很高。通常指定这些电压以10或12 V的电压进行完全切换。24 V可能是绝对最大值，而不是打算切换到的最大值。

2. TL071在这里完全不合适。那些在输入和输出端都需要两个电源提供几伏的裕量。

3. 典型规格毫无意义。

4. 使用FET驱动器。从数字信号驱动FET栅极正是它们的目的。

5. 根据电机电源电压和电机电流的不同，您也许可以使用仅在栅极上施加5 V电压即可很好地开关的FET。如果电动机的电源电压为30 V或更低，则IRLML0030之类的东西就可以工作。您只需将其门直接连接到数字输出即可。

6. 500 Hz可能足够快，足以使电动机机械地过滤脉冲。但是，可能会听到嗡嗡声，并且在每个脉冲的导通和关断时间内电流可能会发生显着变化。

   即使您不在乎发牢骚，保持稳定的电流也很重要。想一想通过电动机的电流会分解成直流和交流分量。仅直流组件驱动电动机。AC组件没有任何用处，但由于电机线圈的电阻组件仍然会导致发热。简而言之，交流分量越少，整个电动机的驱动效率越高。

您分析和得出的结论看起来不错，很好。

您应该在运算放大器输出和FET栅极之间放置一个电阻。没有它，运算放大器在其输出端具有FET栅极的电容，这可能导致其振荡。我不能不知道FET的栅极电容就说电阻值。但是，您通常会发现通常使用的数值约为470 R或1 K，因此I imagi

我还有其他考虑吗？

栅极驱动器通常是要驱动的切换器的功能。最重要的因素是当前的功能，频率限制和驱动器拓扑。

很少会看到这里使用的线性放大器。Google Gate驱动程序可以帮助您获得更多见解。