Der er mange anvendelser af MOSFET fra industrisektoren til husholdningsapparater som motorhastighedskontrol, lysdæmpning, forstærkning og omskiftning af elektroniske signaler i elektroniske enheder, som en inverter, højfrekvensforstærker og mange flere. Generelt er disse tilgængelige i forskellige størrelser for at matche forskellige elektroniske projekter. MOSFET'er bruges, når vi har brug for at styre store spændinger og strømme med et lille signal. Denne artikel giver korte oplysninger om en af MOSFET-applikationerne, såsom hvordan man designer en motorhastighedskontrol med MOSFET .

Motorhastighedskontrol med MOSFET

I det moderne samfund er hastighedsstyringen af elektriske motorer overalt, fordi den har betydning for forskellige maskiner. Den nødvendige funktion og ydeevnen af elektriske motorer spænder vidt. Når vi fokuserer på motorens hastighedsstyringsdel, kan hastighedsstyringen af step- og servomotorer udføres af et pulstog, mens den børsteløse DC & induktionsmotorhastighedsstyring kan udføres med jævnspænding eller en ekstern modstand. På nuværende tidspunkt i mange industrier bruges elektriske motorer som en uundværlig strømkilde. Men motorhastighedsstyring er nødvendig, fordi den direkte påvirker maskinens drift, kvalitet og resultatet af arbejdet.

Hovedhensigten med dette er at designe et kredsløb til styring af en jævnstrømsmotorhastighed med en MOSFET. En MOSFET er en type transistor, der bruges til at forstærke eller skifte spændinger i kredsløb. Den type MOSFET, der bruges i dette kredsløb, er forbedringstilstand MOSFET, som kun virker i forbedringstilstand. Dette betyder, at denne transistor vil blive slukket, når der ikke er nogen spænding til gateterminalen, og den vil blive tændt, når der leveres en spænding. Så gør transistoren ideel at bruge som en switch til at styre en DC-motor.

“2-bit fuld adder ”

DC-motor bruges i forskellige applikationer som robotter, apparater, legetøj osv. Så i mange DC-motorapplikationer er motorhastigheds- og retningsstyring afgørende. Her skal vi forklare, hvordan man designer en simpel DC-motorcontroller med en MOSFET.

Nødvendige komponenter:

De nødvendige komponenter til fremstilling af denne DC-motorcontroller inkluderer et 12V batteri, 100K potentiometer , IRF540N E-MOSFET, en DC-motor og en switch.

Forbindelser:

Tilslutningerne af denne DC-motor hastighedsstyring med IRF540N EMOSFET følg som;

“DC motor hastighedsreguleringsmetoder ”

DC-motorhastighedskontrol med MOSFET

IRF540 E-MOSFET-portterminalen er forbundet til potentiometeret, kildeterminalen er forbundet til motorens positive ledning, og afløbsterminalen på MOSFET er forbundet til batteriets positive terminal via en kontakt.

Motorens negative ledning er forbundet til batteriets negative pol.

Potentiometerudgangsterminalen er forbundet til gateterminalen på MOSFET, GND er forbundet til batteriets negative terminal gennem en negativ ledning på motoren, og VCC-stiften er forbundet til batteriets positive terminal gennem en drænterminal på MOSFET og skifte.

“lavpas vs højpas ”

Arbejder

Når først kontakten 'S' er lukket, forårsager spændingsforsyningen ved MOSFET-portterminalen strømforsyningen fra afløbsterminalen (D) til kilden (S). Derefter begynder strømmen at strømme gennem DC-motoren, og motoren begynder at dreje. Summen af strøm, der leveres til DC-motoren, kan ganske enkelt reguleres ved blot at justere potentiometeret, hvorefter det ændrer den påførte spænding ved gateterminalen på MOSFET. Så vi kan styre hastigheden af en DC-motor ved at styre spændingen ved gateterminalen i MOSFET. For at øge DC-motorhastigheden skal vi øge den påførte spænding ved MOSFET'ens portterminal.

Her blev det IRF540N MOSFET-baserede DC-motorstyringskredsløb designet til at styre hastigheden af motoren . Dette kredsløb er meget enkelt at designe ved at bruge en MOSFET & et potentiometer. Vi kan styre motorhastigheden ved blot at kontrollere den påførte spænding ved gateterminalen på MOSFET.

Fordele ved MOSFET'er til motorhastighedskontrol:

Transistorer spiller en grundlæggende rolle i motorhastighedskontrolkredsløb, og MOSFET'er (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) foretrækkes ofte frem for andre typer transistorer som BJT'er (Bipolar Junction Transistors) og IGBT'er (Insulated Gate Bipolar Transistors) af flere årsager. . I denne artikel vil vi udforske fordelene og anvendelserne ved at bruge MOSFET'er til motorhastighedskontrol i forhold til andre transistorer.

Høj effektivitet :
- MOSFET'er udviser meget lav on-resistance (RDS(on)), hvilket fører til minimal effekttab og høj effektivitet i motorstyrekredsløb.
- Denne høje effektivitet betyder, at der genereres mindre varme, hvilket reducerer behovet for komplicerede kølesystemer, hvilket gør MOSFET'er velegnede til højeffektapplikationer.
Hurtig skiftehastighed :
- MOSFET'er har en meget hurtig omskiftningshastighed, typisk i nanosekundområdet.
- Denne hurtige reaktion giver mulighed for præcis kontrol af motorens hastighed og retning, hvilket gør dem velegnede til applikationer, hvor hurtige ændringer er påkrævet.
Lav Gate Drive Power :
- MOSFET'er kræver minimal gate-drivkraft for at skifte mellem deres tændte og slukkede tilstande.
- Denne egenskab minimerer den nødvendige effekt til at styre transistoren, hvilket resulterer i energieffektive motorstyringssystemer.
Ingen portstrøm påkrævet :
- I modsætning til BJT'er kræver MOSFET'er ikke en kontinuerlig gatestrøm for at forblive i deres tændte tilstand, hvilket reducerer styrekredsløbets strømforbrug.
- Dette er især fordelagtigt i batteridrevne applikationer, hvor energieffektivitet er kritisk.
Temperaturtolerance :
- MOSFET'er kan fungere over et bredt temperaturområde, hvilket gør dem velegnede til både ekstreme kolde og varme omgivelser.
- Denne funktion er værdifuld i applikationer som bilsystemer og industrimaskiner.
Reduceret EMI :
- MOSFET'er genererer mindre elektromagnetisk interferens (EMI) sammenlignet med BJT'er og IGBT'er.
- Dette er afgørende i applikationer, hvor EMI kan forstyrre nærliggende elektroniske enheder eller systemer.

Anvendelser af motorhastighedskontrol med MOSFET'er:

Elbiler (EV'er) og hybridbiler :
- MOSFET'er bruges almindeligvis i motorstyringssystemer i elektriske og hybride køretøjer.
- De tilbyder effektiv og præcis kontrol over de elektriske motorer, hvilket bidrager til forbedret køretøjs ydeevne og rækkevidde.
Industriel automation :
- I industrier anvendes MOSFET-baseret motorhastighedskontrol til transportbånd, robotarme og andre automatiserede systemer.
- Den hurtige omskiftningshastighed af MOSFET'er sikrer præcis og responsiv kontrol i fremstillingsprocesser.
Hvidevarer :
- MOSFET'er findes i husholdningsapparater som vaskemaskiner, klimaanlæg og ventilatorer til motorhastighedskontrol.
- Deres effektivitet og lave varmeudvikling gør dem ideelle til energieffektive apparater.
VVS-systemer :
- Varme-, ventilations- og klimaanlæg (HVAC) bruger MOSFET'er til at styre hastigheden af motorer i ventilatorer og kompressorer.
- Dette bidrager til energibesparelser og præcis temperaturregulering.
Drone fremdrift :
- Droner kræver effektiv motorhastighedskontrol for at opretholde stabilitet og manøvredygtighed.
- MOSFET'er foretrækkes i dronemotorkontrolkredsløb på grund af deres lave vægt og høje effektivitet.
Computer kølesystemer :
- MOSFET'er bruges i computerkøleventilatorer til at justere blæserhastighed baseret på temperatur, hvilket sikrer optimal køleydelse med minimal støj.
Elektriske tog og lokomotiver :
- MOSFET'er anvendes i motorstyringssystemer i elektriske tog og lokomotiver for at regulere hastighed og retning effektivt.
Vedvarende energisystemer :
- Vindmøller og solcellesporingssystemer bruger MOSFET'er til at styre motorernes hastighed, hvilket optimerer energiproduktionen.

Sammenfattende tilbyder MOSFET'er adskillige fordele til motorhastighedsstyring, herunder høj effektivitet, hurtig omskiftningshastighed, lave strømkrav til portdrev og reduceret EMI. Disse fordele gør dem til det foretrukne valg inden for en bred vifte af applikationer, fra elektriske køretøjer og industriel automation til husholdningsapparater og vedvarende energisystemer. Alsidigheden og pålideligheden af MOSFET'er gør dem til en hjørnesten i moderne motorstyringsteknologi.