Bir optocoupler ile MOSFET nasıl kullanılır?

Bu MOSFET'i bir mikrodenetleyici piminden bu veya bu optocoupler'a sürmek için uygun şema nedir ? MOSFET bir motoru @ 24V, 6A sürecek.

Önerilen MOSFET bu uygulamaya uygun değil. Sonucun bir sigara harabesi olacağı konusunda ciddi bir risk vardır :-(. Prensip olarak, FET görevine yalnızca çok marjinal olarak uygundur. uygun FET'ler mevcut, muhtemelen çok az veya hiç bir ekstra ücret ödemeden.

Başlıca konular, FET'in direnç konusunda çok kötü (= yüksek) olması, bu da yüksek güç dağıtımı ve motora daha düşük bir sürüş seviyesi sağlar. İkincisi çok önemli değil ama gereksizdir.

Düşünün - = - (sayfa 1 sağ üst kısmında belirtilen Rdson) veri sayfası direnci üzerinde olduğunu söylüyor $0.18 \Omega$ . Güç tüketimi = 6A'da güç kaybı( 6 A ) 2 × 0.18 Ω = 6.5 $I^2 \times R$$(6A)^2 \times 0.18 \Omega =~ 6.5W$ . Bu, TO220 paketinde yeterli bir soğutucuya (tercihen bayrak tipinden biraz daha iyi) sahip bir şekilde kolayca kullanılabilir, ancak çok düşük Rdson FET'ler mevcut olduğundan, bu kadar dağıtım tamamen gereksizdir. Gerilim düşümü . Bu besleme voltajının . Bu çok büyük değil ama gereksiz yere motora uygulanabilecek voltajı alıyor.$V = I \times R = 6V \times 0.18 \Omega =~ 1.1V$$\frac{1}{24} =~ 4%$

MOSFET, digikey'de 1,41 $ 'lık stokta.

FAKAT

Digikey'de stoklarımızda bulunan 1 sentten 94 sent için ultra muhteşem IPP096N03L MOSFET'e sahip olabilirsiniz. Bu sadece 30V olarak derecelendirilmiştir, ancak ,R D S ( O n ) 10 m $I_{max} = 35A$$R_{DS(on)}$ arasında (!!!) ve maksimum eşik gerilimi 2.2 volt gerilim (dönüş. Bu tamamen süper Hem para hem de mutlak anlamda FET.$10 m \Omega$

6A’da $P_{diss} = I^2 \times R = (6A)^2 \times 0.010 \Omega = 360 mW$ harcar. Bir soğutucu olmadan çalıştırıldığında dokunma sıcak hissedeceksiniz.

IPP096N03L veri sayfası

Eğer biraz daha fazla voltaj boşluğu istiyorsanız, stokta 97 sent alabilirsiniz 55V, 25A,$25 m \Omega$ IPB25N06S3-2 elde edebilirsiniz - kapı eşik 5V işlemi için marjinal olmasına rağmen.

Digikey 'in parametre seçim sistemini kullanarak "bu ve benzeri uygulamalar için ideal FET. 100V, 50A, mantık geçidi (düşük açma gerilimi, < .$R_{ds(on)}$$50 m \Omega$

Biraz az pahalıydı Digi-Key stokta 1 yıllarda $ 1.55 AMA 100V, 46A, tipik, 2V ... tamamen mükemmel BUK95 / 9629-100B nerede do onlar bu bölümünü almak sayıları :-)$24 m \Omega$ $R_{ds(on)}$$V_{th}$

Sadece 3V geçit sürücülerde bile, 6A'da yaklaşık veya yaklaşık 1.25 Watt'lık dağılım olacaktır. 5V geçit sürücüde , yaklaşık 900 mW daldırma sağlar. Bir TO220 paketi 1 ila 1,25 Watt'lık bir dağılma ile serbest havaya çok sıcak dokunur - yani yaklaşık 60 ila 80 C yükselir. Kabul edilebilir, ancak gerekenden daha sıcak. Herhangi bir çeşit sıcak soğutucu, onu yalnızca "güzel ve sıcak" hale getirecektir.$R_{ds(on)}$$35 m \Omega$$R_{ds(on)} ~=25 m \Omega$

Buradan gelen bu devre neredeyse tam olarak istediğiniz şey ve beni bir tane çizmekten kurtardı.

BUZ71A'yı yukarıdaki gibi MOSFET ile değiştirin.

Giriş:

• Her ikisi de: X3 mikrodenetleyiciden gelen girdidir. Bu, yüksek ve yüksek kapalı için sürülür. "PWM5V" topraklanmıştır.

• Veya: X3, Vcc'ye bağlı. PWM5V mikrodenetleyici pimi tarafından tahrik edilir - düşük = açık, yüksek = kapalı.

Gösterildiği gibi .$R1 = 270 \Omega$

• Mevcut olan $I= \frac{(Vcc-1.4)}{R1}$

• ya da direnci olan $R = \frac{(Vcc-1.4)}{I}$

Vcc = 5V ve burada = ~ 13 mA. 10 mA demek istiyorsan, R = ( 5 V - 1.4 V $270 \Omega$- 330R$R = \frac{(5V-1.4V)}{10mA} = 360 \Omega$

Çıktı:

R3, kapalıyken FET kapısını toprağa çeker. Kendi başına 1K - 10k olur - Değer, kapanma süresini etkiler ancak statik sürücü için çok önemli değildir. AMA biz açıkken FET geçit voltajını azaltmak için bir voltaj bölücü yapmak için burada kullanırız. Bu nedenle, R3'ü R2 ile aynı değere getirin - bir sonraki paragrafa bakın.

R2 +24 Vdc olarak gösterilir, ancak bu FET maksimum geçit derecesi için çok yüksektir. Belirtilen mantık kapısı FET kullanılırsa +12 Vdc'ye almak iyi olacak ve + 5Vdc TAMAM olacaktır. AMA burada 24 Vdc kullanacağım ve Vgate'i FET için güvenli bir değerle sınırlamak için besleme gerilimini 2'ye bölmek için R2 + R3 kullanacağım.

R2, FET geçit kondansatörünün şarj akımını ayarlar. R2 = 2k2 ayarı ~ 10 mA sürücü verir. R3 = R2'yi yukarıdaki gibi ayarlayın.

Ayrıca, R3'e 15V'luk bir zener ekleyin, FET geçidine katot, Anot toprağı, Bu sağlar. aşırı gerilim geçişlerine karşı geçit koruması.

Motor gösterildiği gibi bağlanır.

D1 dahil edilmelidir - bu, motor kapatıldığında meydana gelen arka yükselmeye karşı koruma sağlar. Bu olmadan sistem neredeyse anında ölecek. Gösterilen BY229 diyodu tamam ama aşırı. Herhangi bir 2A veya daha büyük akım anma diyotu yapar. Bir RL204 , uygun olabilecek engin diyot serisinden sadece biridir. Burada yüksek hızlı bir diyot biraz yardımcı olabilir, ancak gerekli değildir.

Anahtarlama hızı : Gösterildiği gibi devre açma / kapama kontrolü veya yavaş PWM için uygundur. 10 kHz'e kadar herhangi bir şey iyi sonuç vermelidir. / PWM'yi daha hızlı yapmak için uygun şekilde tasarlanmış bir sürücü gereklidir.

MOSFET söz konusu olduğunda, bir optocoupler sadece bir transistördür.

Mikrodenetleyici ile ilgili olarak, bir optocoupler sadece bir LED'dir.

Bu yüzden ihtiyacınız olan tek şey, transistörlü normal bir MOSFET devresi ve normal bir mikrodenetleyici ile çalışan LED devresidir.

İşte transistörlü bir MOSFET kullanmaya bir örnek:

Yani Q2, opto-couper'ın çıkış tarafıdır. R2, opto kuplörün giriş LED tarafıyla değiştirilir ve akım sınırlama direnci bulunur.

Optokuplörün izolasyonu, mikroişlemcinin besleme geriliminden bağımsız olarak çıkış transistörünü istediğiniz yere yerleştirebilme avantajını sağlar.
Opto-kuplörün kullanılması, LED'inin kullanılması anlamına gelir. Mikrodenetleyici doğrudan süremiyorsa, bunun için küçük bir transistör gerekir.
Daha sonra optocoupler'ın çıkış transistörünü MOSFET: V + üzerindeki kolektöre, kapıdaki emitöre yerleştirirsiniz. Kapı ve toprak arasına bir direnç yerleştirin. Bu şekilde MOSFET'in kapısını V + ile toprak arasında değiştireceksiniz. MOSFET'in 6A'yı değiştirmek için 24V'ye ihtiyacı yoktur, ancak 5V yeterlidir. Optocoupler'ın transistörü ile seri halinde bir direnç alarak geçit voltajını sınırlayabilirsiniz. Eğer topraklama transistörü 4k7 ise, bunun için 10k seçebilirsiniz.

Eğer optokuplörün LED'i yanıyorsa, transistör MOSFET’i çalıştırarak geçidi açıp kapatacaktır. LED kapalıysa, transistör kapalı olacaktır ve geçit direnç tarafından aşağı çekilecektir.