Jak prowadzić MOSFET za pomocą transoptora?

Jaki jest właściwy schemat do prowadzenia tego MOSFET z pin mikrokontrolera przez ten lub ten transoptor? MOSFET będzie napędzał silnik @ 24V, 6A.

Sugerowany MOSFET nie nadaje się do tej aplikacji. Istnieje poważne ryzyko, że rezultatem będzie ruina palenia :-(. Zasadniczo, że FET jest bardzo bardzo marginalnie dostosowany do zadania. Można go uruchomić, jeśli to wszystko, co masz, ale jest o wiele więcej dostępne odpowiednie FET, prawdopodobnie za niewielką opłatą lub bez dodatkowych kosztów.

Główne problemy polegają na tym, że FET ma bardzo zły (= wysoki) opór, co prowadzi do rozproszenia dużej mocy i obniżonego poziomu napędu silnika. To ostatnie nie jest zbyt znaczące, ale jest niepotrzebne.

Rozważ - karta danych mówi, że rezystancja przy włączeniu (Rdson - określona w prawym górnym rogu na stronie 1) = . Rozproszenie mocy = I 2 x R więc w 6A strata energii będzie ( 6 ) 2 x 0,18 Ω = 6,5 W . Można to łatwo obsłużyć w pakiecie TO220 z odpowiednim radiatorem (najlepiej nieco lepszym niż typ flagowy), ale takie rozproszenie jest całkowicie niepotrzebne, ponieważ dostępnych jest znacznie mniej FET Rdson. Spadek napięcia wyniesie V = I × R = 6 V × 0,18 Ω $0.18 \Omega$$I^2 \times R$$(6A)^2 \times 0.18 \Omega =~ 6.5W$ . To jest$V = I \times R = 6V \times 0.18 \Omega =~ 1.1V$napięcia zasilania. To nie jest ogromne, ale niepotrzebnie pobiera napięcie, które mogłoby zostać przyłożone do silnika.$\frac{1}{24} =~ 4%$

Że MOSFET jest dostępny w magazynie digikey za 1,41 USD za 1.s.

ALE

Za 94 centy w 1- ek , również dostępne w magazynie w Digikey , możesz mieć super wspaniały MOSFET IPP096N03L. Jest to tylko 30V ocenione, ale ma , R D S ( O N ) od 10 m Ohm (!!!) i maksymalną napięcia progowego (włączyć napięciu 2,2 woltów. Jest to zupełnie super FET zarówno dla pieniędzy, jak i w wartościach bezwzględnych.$I_{max} = 35A$$R_{DS(on)}$$10 m \Omega$

Przy 6 A otrzymujesz rozpraszanie. Będzie działał ciepło w dotyku, gdy będzie działać bez radiatora.$P_{diss} = I^2 \times R = (6A)^2 \times 0.010 \Omega = 360 mW$

Arkusz danych IPP096N03L

Jeśli chcesz nieco więcej rezerwy napięcia, możesz dostać 97 centów w magazynie 55 V , , 25 m Ω IPB25N06S3-2 - chociaż próg bramki staje się marginalny dla działania 5 V.$25 m \Omega$

Korzystając z systemu wyboru parametrów Digikey, określmy „idealny FET dla tego i podobnych zastosowań. 100 V, 50 A, bramka logiczna (niskie napięcie włączenia, < 50 m Ω .$R_{ds(on)}$$50 m \Omega$

Nieco droższe w $ 1.55 w 1-stanie w digikey BUT 100V, 46A, R d s ( O n ) typowym, 2 V V t h ... bezwzględnie super BUK95 / 9629-100B gdzie są one uzyskać te liczby części z ? :-)$24 m \Omega$ $R_{ds(on)}$$V_{th}$

Nawet tylko 3V napęd bramy, w 6A wynosi około 35 m Ohm lub około 1,25 Watt rozpraszania. Przy napięciu bramki 5 V R d s ( o n ) = 25 m Ω, co daje około 900 mW dssipacji. Pakiet TO220 byłby zbyt gorący, zbyt dotykowy w wolnym powietrzu przy rozpraszaniu od 1 do 1,25 W - powiedzmy o wzroście o około 60 do 80 C. Dopuszczalne, ale cieplejsze niż potrzebne. Jakikolwiek radiowy radiator sprowadziłby go do „przyjemnego i ciepłego”.$R_{ds(on)}$$35 m \Omega$$R_{ds(on)} ~=25 m \Omega$

Ten obwód stąd jest prawie dokładnie tym, czego chcesz i oszczędza mi rysowania jednego :-).

Zamień BUZ71A na wybrany MOSFET jak wyżej.

Wkład:

• Albo: X3 jest wejściem z mikrokontrolera. Jest ustawiony na wysoki dla włączenia i niski dla wyłączenia. „PWM5V” jest uziemiony.

• Lub: X3 jest podłączony do Vcc. PWM5V jest napędzany przez pin mikrokontrolera - niski = włączony, wysoki = wyłączony.

$R1 = 270 \Omega$

• $I= \frac{(Vcc-1.4)}{R1}$

• $R = \frac{(Vcc-1.4)}{I}$

$270 \Omega$$R = \frac{(5V-1.4V)}{10mA} = 360 \Omega$

Wydajność:

R3 ciągnie bramkę FET na ziemię, gdy jest wyłączony. Samo od 1 K do 10 K byłoby OK - Wartość wpływa na czas wyłączenia, ale nie jest zbyt ważna dla napędu statycznego. ALE użyjemy go tutaj, aby zrobić dzielnik napięcia, aby zmniejszyć napięcie bramki FET, gdy jest włączone. Tak więc ustaw R3 na taką samą wartość jak R2 - patrz następny akapit.

R2 pokazuje gointo +24 Vdc, ale jest to zbyt wysoka wartość dla maksymalnej wartości znamionowej bramki FET. Doprowadzenie do +12 V DC byłoby dobre, a + 5 V DC byłoby OK, gdyby zastosowano wspomniane FET bramki logicznej. ALE tutaj użyję 24 V DC i użyję R2 + R3 do podzielenia napięcia zasilania przez 2, aby ograniczyć Vgate do bezpiecznej wartości dla FET.

R2 ustawia prąd ładowania kondensatora bramki FET. Zestaw R2 = 2k2 daje około 10 mA prądu. Ustaw R3 = R2 jak wyżej.

Dodaj także zenera 15 V przez R3, katodę do bramki FET, anoda lub uziemienie, to zapewnia. ochrona bramki przed przepięciami przepięciowymi.

Silnik łączy się jak pokazano.

D1 MUSI być dołączone - zapewnia to ochronę przed skokiem wstecznym emf, który pojawia się, gdy silnik jest wyłączony. Bez tego system umrze prawie natychmiast. Pokazana dioda BY229 jest w porządku, ale jest nadmierna. Wystąpi dowolna dioda znamionowa prądu 2A lub większa. RL204 to tylko jeden z szerokiej gamy diod że będzie pasował. Dioda wysokiej prędkości może tutaj nieco pomóc, ale nie jest niezbędna.

Szybkość przełączania : Jak pokazano, obwód nadaje się do sterowania włącz / wyłącz lub wolnego PWM. Wszystko do około 10 kHz powinno działać OK / Do szybszego PWM wymagany jest odpowiednio zaprojektowany sterownik.

Jeśli chodzi o MOSFET, transoptor jest tylko tranzystorem.

Jeśli chodzi o mikrokontroler, to transoptor jest tylko diodą LED.

Wszystko czego potrzebujesz to normalny obwód tranzystora MOSFET i normalny obwód LED sterowany mikrokontrolerem.

Oto przykład napędzania tranzystora MOSFET:

Więc Q2 jest stroną wyjściową opto-coupera. R2 zostałby zastąpiony przez wejściową stronę diod optycznych sprzęgacza i jego rezystor ograniczający prąd.

Izolacja transoptora zapewnia tę zaletę, że można umieścić tranzystor wyjściowy w dowolnym miejscu, niezależnie od napięcia zasilania mikrokontrolera.
Prowadzenie optołącznika oznacza napędzanie jego diody LED. Jeśli mikrokontroler nie może sterować nim bezpośrednio, potrzebujesz do tego małego tranzystora.
Następnie umieść tranzystor wyjściowy transoptora w MOSFET: kolektor na V +, emiter na bramce. Umieść rezystor między bramą a ziemią. W ten sposób przełączysz bramkę MOSFET-a między V + a masę. MOSFET nie potrzebuje 24 V do przełączenia 6 A, jednak 5 V wystarczy. Możesz ograniczyć napięcie bramki, mając rezystor połączony szeregowo z tranzystorem transoptora. Jeśli tranzystor do masy wynosi 4k7, możesz wybrać do tego 10k.

Jeśli dioda LED transoptora świeci, tranzystor przewodzi i podnosi bramę, włączając MOSFET. Jeśli dioda LED jest wyłączona, tranzystor zostanie wyłączony, a brama zostanie pociągnięta przez rezystor do dołu.