Существует множество применений МОП-транзистор от промышленного сектора до бытовой техники, такой как регулирование скорости двигателя, затемнение света, усиление и переключение электронных сигналов в электронных устройствах, таких как инвертор, высокочастотный усилитель и многое другое. Как правило, они доступны в разных размерах, чтобы соответствовать потребностям различных электронных проектов. МОП-транзисторы используются всякий раз, когда нам нужно контролировать большие напряжения и токи с помощью небольшого сигнала. В этой статье представлена краткая информация об одном из приложений MOSFET, например о том, как спроектировать контроль скорости двигателя с помощью MOSFET .

Управление скоростью двигателя с помощью MOSFET

В современном обществе регулирование скорости электродвигателей присутствует повсеместно, поскольку оно существенно для разных машин. Требуемые функции и характеристики электродвигателей весьма разнообразны. Когда мы фокусируемся на части управления скоростью двигателя, управление скоростью шаговых и серводвигателей может осуществляться с помощью серии импульсов, тогда как управление скоростью бесщеточных двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей может осуществляться с помощью напряжения постоянного тока или внешнего резистора. В настоящее время во многих отраслях промышленности электродвигатели используются как незаменимый источник энергии. Но регулирование скорости двигателя необходимо, поскольку оно напрямую влияет на работу машины, качество и результат работы.

Основная цель этого заключается в разработке схемы для управление скоростью двигателя постоянного тока с МОП-транзистором. МОП-транзистор — это тип транзистора, используемый для усиления или переключения напряжения в цепях. Тип МОП-транзистора, используемого в этой схеме, — это МОП-транзистор режима улучшения, который работает только в режиме улучшения. Это означает, что этот транзистор будет выключен, когда на вывод затвора не подается напряжение, и он будет включен, когда напряжение подается. Это делает транзистор идеальным для использования в качестве переключателя для управления двигателем постоянного тока.

“бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянным магнитом ”

Двигатель постоянного тока используется в различных приложениях, таких как роботы, бытовая техника, игрушки и т. д. Поэтому во многих приложениях двигателя постоянного тока важно контролировать скорость и направление двигателя. Здесь мы собираемся объяснить, как спроектировать простой контроллер двигателя постоянного тока с МОП-транзистором.

Необходимые компоненты:

Необходимые компоненты для создания этого контроллера двигателя постоянного тока включают батарею 12 В, 100 КБ. потенциометр , IRF540N E-MOSFET, двигатель постоянного тока и переключатель.

Соединения:

Соединения этого регулятора скорости двигателя постоянного тока с IRF540N ЭМОСФЕТ следовать как;

Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью MOSFET

Вывод затвора E-MOSFET IRF540 подключен к потенциометру, вывод истока подключен к положительному проводу двигателя, а вывод стока полевого МОП-транзистора подключен к положительному выводу батареи через переключатель.

Отрицательный провод двигателя подсоединяется к отрицательной клемме аккумулятора.

“схема однополюсного двухпозиционного переключателя ”

Выходная клемма потенциометра подключена к клемме затвора MOSFET, GND подключена к отрицательной клемме батареи через отрицательный провод двигателя, а вывод VCC подключен к положительной клемме батареи через дренажную клемму MOSFET. и переключитесь.

Работающий

Как только переключатель «S» замыкается, подача напряжения на клемму затвора МОП-транзистора вызывает подачу тока от клеммы стока (D) к истоку (S). После этого ток начинает течь по двигателю постоянного тока, и двигатель начинает вращаться. Сумма тока, подаваемого на двигатель постоянного тока, можно легко регулировать, просто регулируя потенциометр, после чего он изменяет приложенное напряжение на выводе затвора полевого МОП-транзистора. Таким образом, мы можем управлять скоростью двигателя постоянного тока, управляя напряжением на выводе затвора МОП-транзистора. Чтобы увеличить скорость двигателя постоянного тока, нам необходимо увеличить приложенное напряжение на выводе затвора полевого МОП-транзистора.

Здесь схема контроллера двигателя постоянного тока на основе IRF540N MOSFET была разработана для управления скоростью мотор . Эту схему очень просто спроектировать с использованием МОП-транзистора и потенциометра. Мы можем контролировать скорость двигателя, просто управляя напряжением, приложенным к выводу затвора МОП-транзистора.

Преимущества МОП-транзисторов для управления скоростью двигателя:

Транзисторы играют фундаментальную роль в схемах управления скоростью двигателя, а MOSFET (полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник) часто предпочтительнее других типов транзисторов, таких как BJT (транзисторы с биполярным переходом) и IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором) по нескольким причинам. . В этой статье мы рассмотрим преимущества и возможности использования МОП-транзисторов для управления скоростью двигателя по сравнению с другими транзисторами.

Высокая эффективность :
- МОП-транзисторы имеют очень низкое сопротивление открытого состояния (RDS(on)), что приводит к минимальному рассеиванию мощности и высокому КПД в схемах управления двигателем.
- Такая высокая эффективность означает, что выделяется меньше тепла, что снижает потребность в сложных системах охлаждения, что делает МОП-транзисторы пригодными для приложений с высокой мощностью.
Высокая скорость переключения :
- МОП-транзисторы имеют очень высокую скорость переключения, обычно в наносекундном диапазоне.
- Такая быстрая реакция позволяет точно контролировать скорость и направление вращения двигателя, что делает их пригодными для применений, где требуются быстрые изменения.
Низкая мощность привода затвора :
- МОП-транзисторам требуется минимальная мощность привода затвора для переключения между включенным и выключенным состояниями.
- Эта характеристика сводит к минимуму мощность, необходимую для управления транзистором, что приводит к созданию энергоэффективных систем управления двигателем.
Ток затвора не требуется :
- В отличие от биполярных транзисторов, MOSFET не требуют постоянного тока затвора, чтобы оставаться во включенном состоянии, что снижает энергопотребление схемы управления.
- Это особенно выгодно в приложениях с батарейным питанием, где энергоэффективность имеет решающее значение.
Терпимость к температуре :
- МОП-транзисторы могут работать в широком диапазоне температур, что делает их пригодными как для экстремально холодных, так и для жарких сред.
- Эта функция ценна в таких приложениях, как автомобильные системы и промышленное оборудование.
Снижение электромагнитных помех :
- МОП-транзисторы генерируют меньше электромагнитных помех (EMI) по сравнению с BJT и IGBT.
- Это имеет решающее значение в приложениях, где электромагнитные помехи могут создавать помехи для близлежащих электронных устройств или систем.

Применение управления скоростью двигателя с помощью МОП-транзисторов:

Электромобили (EV) и гибридные транспортные средства :
- МОП-транзисторы обычно используются в системах управления двигателями электрических и гибридных транспортных средств.
- Они обеспечивают эффективное и точное управление электродвигателями, способствуя повышению производительности и запаса хода автомобиля.
Индустриальная автоматизация :
- В промышленности управление скоростью двигателя на основе MOSFET используется для конвейерных лент, роботизированных манипуляторов и других автоматизированных систем.
- Высокая скорость переключения МОП-транзисторов обеспечивает точное и оперативное управление производственными процессами.
Бытовая техника :
- МОП-транзисторы используются в бытовой технике, такой как стиральные машины, кондиционеры и вентиляторы для управления скоростью двигателя.
- Их эффективность и низкое тепловыделение делают их идеальными для энергоэффективных приборов.
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования :
- В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) используются МОП-транзисторы для управления скоростью двигателей вентиляторов и компрессоров.
- Это способствует экономии энергии и точному регулированию температуры.
Дрон :
- Дронам требуется эффективный контроль скорости двигателя для поддержания устойчивости и маневренности.
- МОП-транзисторы предпочтительны в схемах управления двигателями дронов из-за их малого веса и высокого КПД.
Компьютерные системы охлаждения :
- МОП-транзисторы используются в вентиляторах охлаждения компьютеров для регулировки скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры, обеспечивая оптимальную производительность охлаждения при минимальном уровне шума.
Электропоезда и локомотивы :
- МОП-транзисторы используются в системах управления двигателями электропоездов и локомотивов для эффективного регулирования скорости и направления.
Системы возобновляемой энергии :
- Ветровые турбины и системы слежения за солнечной энергией используют МОП-транзисторы для управления скоростью двигателей, оптимизируя выработку энергии.

Подводя итог, можно сказать, что МОП-транзисторы предлагают многочисленные преимущества для управления скоростью двигателя, включая высокую эффективность, высокую скорость переключения, низкие требования к мощности привода затвора и снижение электромагнитных помех. Эти преимущества делают их предпочтительным выбором в широком спектре применений: от электромобилей и промышленной автоматизации до бытовой техники и систем возобновляемых источников энергии. Универсальность и надежность МОП-транзисторов делают их краеугольным камнем современной технологии управления двигателями.