Има много приложения на MOSFET от индустриалния сектор до домакински уреди като контрол на скоростта на двигателя, затъмняване на светлината, усилване и превключване на електронни сигнали в електронни устройства, като инвертор, високочестотен усилвател и много други. Като цяло те се предлагат в различни размери, за да отговарят на нуждите на различни електронни проекти. MOSFET се използват винаги, когато трябва да контролираме големи напрежения и токове с малък сигнал. Тази статия предоставя кратка информация за едно от приложенията на MOSFET, като например как да проектирате a контрол на скоростта на двигателя с MOSFET .

Контрол на скоростта на двигателя с MOSFET

В съвременното общество контролът на скоростта на електродвигателите е навсякъде, защото е важен за различни машини. Необходимите функции и производителност на електродвигателите са широки. Когато се съсредоточим върху частта за контрол на скоростта на двигателя, контролът на скоростта на стъпкови и серво мотори може да се извърши чрез импулсна поредица, докато безчетковият контрол на скоростта на DC и индукционния двигател може да се извърши с постоянно напрежение или външен резистор. Понастоящем в много индустрии електрическите двигатели се използват като незаменим източник на енергия. Но контролът на скоростта на двигателя е необходим, защото той пряко влияе върху работата на машината, качеството и резултата от работата.

Основното намерение на това е да се проектира верига за контролиране на скоростта на DC мотор с MOSFET. MOSFET е вид транзистор, използван за усилване или превключване на напрежения във веригите. Типът MOSFET, използван в тази схема, е MOSFET в режим на подобрение, който работи само в режим на подобрение. Това означава, че този транзистор ще бъде изключен, когато няма напрежение, осигурено на терминала на портата, и ще бъде включен, когато се осигури напрежение. Това прави транзистора идеален за използване като превключвател за управление на постояннотоков двигател.

“видове конвейери в компютърната архитектура ”

DC моторът се използва в различни приложения като роботи, уреди, играчки и т.н. Така че в много приложения на DC мотори управлението на скоростта и посоката на двигателя е от съществено значение. Тук ще обясним как да проектираме прост DC моторен контролер с MOSFET.

Необходими компоненти:

Необходимите компоненти за направата на този контролер за DC мотор включват 12V батерия, 100K потенциометър , IRF540N E-MOSFET, DC мотор и превключвател.

Връзки:

Връзките на този DC мотор за управление на скоростта с IRF540N EMOSFET следвам като;

“предимства на активната слънчева енергия ”

Контрол на скоростта на DC мотор с MOSFET

Клемата на портата IRF540 E-MOSFET е свързана към потенциометъра, клемата източник е свързана към положителния проводник на двигателя, а клемата за източване на MOSFET е свързана към положителния извод на батерията чрез превключвател.

Отрицателният проводник на двигателя е свързан към отрицателния извод на батерията.

“tcp/ip протоколна архитектура ”

Изходният извод на потенциометъра е свързан към гейт терминала на MOSFET, GND е свързан към отрицателния извод на батерията чрез отрицателен проводник на двигателя, а VCC щифтът е свързан към положителния извод на батерията чрез източващ извод на MOSFET и превключете.

Работещ

След като превключвателят „S“ е затворен, захранването на MOSFET gate терминала предизвиква захранването на ток от дренажния (D) терминал към източника (S). След това токът започва да тече през DC мотора и моторът започва да се върти. Сумата от тока, подаден към DC мотора, може просто да се регулира чрез просто регулиране на потенциометъра, след което той променя приложеното напрежение на клемата на портата на MOSFET. Така че можем да контролираме скоростта на DC мотор чрез контролиране на напрежението на клемата на портата в MOSFET. За да увеличим скоростта на двигателя с постоянен ток, трябва да увеличим приложеното напрежение на терминала на портата на MOSFET.

Тук базираната на IRF540N MOSFET DC моторна контролна верига е проектирана да контролира скоростта на мотора . Тази схема е много проста за проектиране с помощта на MOSFET и потенциометър. Можем да контролираме скоростта на двигателя, като просто контролираме приложеното напрежение на клемата на портата на MOSFET.

Предимства на MOSFET за контрол на скоростта на двигателя:

Транзисторите играят основна роля във веригите за контрол на скоростта на двигателя и MOSFET (метал-оксид-полупроводникови полеви транзистори) често се предпочитат пред други видове транзистори като BJT (биполярни съединителни транзистори) и IGBT (биполярни транзистори с изолиран затвор) по няколко причини . В тази статия ще проучим предимствата и приложенията на използването на MOSFET транзистори за контрол на скоростта на двигателя спрямо други транзистори.

Висока ефективност :
- MOSFETs показват много ниско съпротивление при включване (RDS(on)), което води до минимално разсейване на мощността и висока ефективност във веригите за управление на двигателя.
- Тази висока ефективност означава, че се генерира по-малко топлина, намалявайки необходимостта от сложни системи за охлаждане, което прави MOSFET транзисторите подходящи за приложения с висока мощност.
Бърза скорост на превключване :
- MOSFET транзисторите имат много бърза скорост на превключване, обикновено в диапазона на наносекунди.
- Тази бърза реакция позволява прецизен контрол на скоростта и посоката на двигателя, което ги прави подходящи за приложения, където се изискват бързи промени.
Ниска мощност на задвижване на вратата :
- MOSFET изискват минимална мощност на задвижването на портата, за да превключват между включено и изключено състояние.
- Тази характеристика минимизира мощността, необходима за управление на транзистора, което води до енергийно ефективни системи за управление на мотора.
Не е необходим ток на затвора :
- За разлика от BJT, MOSFET не изискват непрекъснат ток на затвора, за да останат във включено състояние, което намалява консумацията на енергия на управляващата верига.
- Това е особено полезно при приложения, захранвани от батерии, където енергийната ефективност е критична.
Температурна толерантност :
- MOSFET могат да работят в широк температурен диапазон, което ги прави подходящи както за изключително студени, така и за горещи среди.
- Тази функция е ценна в приложения като автомобилни системи и индустриални машини.
Намален EMI :
- MOSFET генерират по-малко електромагнитни смущения (EMI) в сравнение с BJT и IGBT.
- Това е от решаващо значение в приложения, при които електромагнитните помехи могат да попречат на близки електронни устройства или системи.

Приложения за управление на скоростта на двигателя с MOSFET транзистори:

Електрически превозни средства (EV) и хибридни превозни средства :
- MOSFETs обикновено се използват в системите за управление на мотори на електрически и хибридни превозни средства.
- Те предлагат ефективен и прецизен контрол върху електродвигателите, допринасяйки за подобряване на производителността и пробега на автомобила.
Индустриална автоматизация :
- В промишлеността базираното на MOSFET управление на скоростта на двигателя се използва за транспортни ленти, роботизирани ръце и други автоматизирани системи.
- Бързата скорост на превключване на MOSFETs осигурява прецизен и чувствителен контрол в производствените процеси.
Битова техника :
- MOSFET се намират в домакински уреди като перални машини, климатици и вентилатори за контрол на скоростта на двигателя.
- Тяхната ефективност и ниско генериране на топлина ги правят идеални за енергийно ефективни уреди.
ОВК системи :
- Системите за отопление, вентилация и климатизация (HVAC) използват MOSFET за контролиране на скоростта на двигателите във вентилаторите и компресорите.
- Това допринася за икономия на енергия и прецизно регулиране на температурата.
Дрон задвижване :
- Дроновете изискват ефективен контрол на скоростта на двигателя, за да поддържат стабилност и маневреност.
- MOSFET транзисторите са предпочитани във веригите за управление на двигатели на дронове поради ниското им тегло и висока ефективност.
Компютърни охладителни системи :
- MOSFET се използват във вентилаторите за охлаждане на компютри за регулиране на скоростта на вентилатора въз основа на температурата, осигурявайки оптимално охлаждане с минимален шум.
Електрически влакове и локомотиви :
- MOSFET се използват в системите за управление на двигатели на електрически влакове и локомотиви за ефективно регулиране на скоростта и посоката.
Системи за възобновяема енергия :
- Вятърните турбини и системите за проследяване на слънчевата енергия използват MOSFET транзистори, за да контролират скоростта на двигателите, оптимизирайки генерирането на енергия.

В обобщение, MOSFETs предлагат многобройни предимства за управление на скоростта на двигателя, включително висока ефективност, бърза скорост на превключване, ниски изисквания за мощност на задвижване на затвора и намалени EMI. Тези предимства ги правят предпочитан избор в широк спектър от приложения, от електрически превозни средства и индустриална автоматизация до домакински уреди и системи за възобновяема енергия. Гъвкавостта и надеждността на MOSFET транзисторите ги правят крайъгълен камък на съвременната технология за управление на мотори.