옵토 커플러로 MOSFET을 구동하는 방법은 무엇입니까?

이 또는 이 옵토 커플러를 통해 마이크로 컨트롤러 핀 에서이 MOSFET 을 구동 하기 위한 적절한 회로도는 무엇입니까 ? MOSFET은 24V, 6A에서 모터를 구동합니다.

제안 된 MOSFET은이 애플리케이션에 적합하지 않습니다. 그 결과 흡연이 폐허가 될 위험이 있습니다 :-(. 원칙적으로 FET는 그 작업에 매우 거의 적합하지 않습니다. 그것이 당신이 가진 전부 였지만 훨씬 더 많은 것이 있다면 작동 할 수 있습니다 추가 비용이 적거나없는 적절한 FET를 사용할 수 있습니다.

주요 문제는 FET의 저항이 매우 나쁘거나 (= 높음) 높은 전력 소비와 모터 구동 수준 감소로 이어진다는 것입니다. 후자는 그다지 중요하지 않지만 불필요합니다.

데이터 시트에 온 저항 (1 페이지의 오른쪽 상단에 지정된 Rdson) = $0.18 \Omega$ 있습니다. 전력 손실 = $I^2 \times R$ 이므로 6A에서 전력 손실은 $(6A)^2 \times 0.18 \Omega =~ 6.5W$ 입니다. 이는 적절한 히트 싱크 (플래그 유형보다 다소 우수함)가있는 TO220 패키지에서 쉽게 처리 할 수 ​​있지만 훨씬 더 낮은 Rdson FET를 사용할 수 있으므로 이처럼 많은 손실이 필요하지 않습니다. 전압 강하는 $V = I \times R = 6V \times 0.18 \Omega =~ 1.1V$ . 그건$\frac{1}{24} =~ 4%$공급 전압의 24 =4 그것은 크지 않지만 모터에 적용될 수있는 전압을 불필요하게 가져갑니다.

MOSFET는 것을 Digi-Key에에서 재고 1.s.에서 $ 1.41에 대한

그러나

Digikey 에서 1도 재고로 94 센트를 사용 하면 매우 멋진 IPP096N03L MOSFET을 사용할 수 있습니다. 이것은 단지 30V 평가하지만 갖는다 , R D S는 ( o를 N ) 으로 10 m Ω 이것은 완전히 뛰어나 (!) 및 최대 임계 전압을 2.2 볼트의 전압에서 (턴. 돈과 절대적인 측면에서 FET.$I_{max} = 35A$$R_{DS(on)}$$10 m \Omega$

도 6a에서 당신은 얻을 소산. 히트 싱크없이 달릴 때 촉감이 따뜻합니다.$P_{diss} = I^2 \times R = (6A)^2 \times 0.010 \Omega = 360 mW$

IPP096N03L 데이터 시트

당신이 조금 더 전압 헤드 룸을 원하는 경우에 당신이 얻을 수있는 주식에 97 센트 55V, 25A, IPB25N06S3-2을 게이트 문턱은 5V 동작에 대한 한계지고 있지만 -.$25 m \Omega$

Digikey의 파라미터 선택 시스템을 사용하여 "이와 유사한 어플리케이션에 이상적인 FET를 지정합니다. 100V, 50A, 로직 게이트 (저온 전압, < 50 m Ω) .$R_{ds(on)}$$50 m \Omega$

약간 더 귀중한에서 의 Digikey에서 재고 1 개의에서 $ 1.55 하지만 100V, 46A, R의 D S ( O , N ) 일반적으로, 2V V의 t의 시간 ... 완전히 멋진 BUK95 / 9629-100B 않는 그들이에서 이러한 부품 번호를 얻을 ? :-)$24 m \Omega$ $R_{ds(on)}$$V_{th}$

도 6A에서만 3V 게이트 드라이브와 에 대해 것 35 m Ω 또는 1.25 와트 손실에 대해. 5V 게이트 드라이브에서 R d s ( o n ) = 25 m Ω 은 약 900 mW의 소산을 제공합니다. TO220 패키지는 1 ~ 1.25W의 손실이 발생하는 자유 대기에서 너무 뜨겁습니다 (예 : 약 60 ~ 80C 상승). 수용 가능하지만 필요한 것보다 더 뜨겁습니다. 어떤 종류의 플레어 방열판은 그것을 단지 "좋고 따뜻한"상태로 만들 것입니다.$R_{ds(on)}$$35 m \Omega$$R_{ds(on)} ~=25 m \Omega$

이 회로는 여기에서는 거의 정확하게 당신이 원하는 무엇 나를 하나를 그리기 저장 :-).

위와 같이 BUZ71A를 선택한 MOSFET로 교체하십시오.

입력:

• X3은 마이크로 컨트롤러의 입력입니다. 이것은 켜거나 끌 때 낮게 구동됩니다. "PWM5V"는 접지되어 있습니다.

• 또는 : X3이 Vcc에 연결되어 있습니다. PWM5V는 마이크로 컨트롤러 핀 (낮음 = 켜짐, 높음 = 꺼짐)에 의해 구동됩니다.

도시 된 바와 같이 .$R1 = 270 \Omega$

• 전류는 $I= \frac{(Vcc-1.4)}{R1}$

• 또는 저항은 $R = \frac{(Vcc-1.4)}{I}$

Vcc = 5V 및 I의 경우 = 13 mA입니다. 당신이 10mA 말을 원하는 경우 R =을 ( 5 V - 1.4 V $270 \Omega$$R = \frac{(5V-1.4V)}{10mA} = 360 \Omega$

산출:

R3은 꺼져있을 때 FET 게이트를 접지로 당깁니다. 자체적으로 1K에서 10k까지는 정상입니다. 값은 종료 시간에 영향을 미치지 만 정적 드라이브에는 그다지 중요하지 않습니다. 그러나 여기서는 FET 게이트 전압을 낮추기 위해 전압 분배기를 만드는 데 사용합니다. 따라서 R3을 R2와 동일한 값으로 만듭니다 (다음 단락 참조).

R2는 +24 Vdc로 표시되지만 FET 최대 게이트 정격에 비해 너무 높습니다. 언급 된 로직 게이트 FET를 사용하는 경우 +12 Vdc로 가져가는 것이 좋으며 +5 Vdc로 괜찮습니다. 그러나 여기서는 24 Vdc를 사용하고 R2 + R3을 사용하여 공급 전압을 2로 나누어 Vgate를 FET의 안전한 값으로 제한합니다.

R2는 FET 게이트 커패시터 충전 전류를 설정합니다. R2 = 2k2로 설정하면 ~ 10mA 드라이브가 제공됩니다. 위와 같이 R3 = R2로 설정하십시오.

또한, R3 양단에 15V 제너를 추가하고, 음극에 FET 게이트, 양극 o 접지를 제공합니다. 과전압 과도에 대한 게이트 보호.

모터는 그림과 같이 연결됩니다.

반드시 D1이 포함되어야합니다. 이것은 모터가 꺼질 때 발생하는 역기전력 스파이크를 방지합니다. 이것이 없으면 시스템은 거의 즉시 죽을 것입니다. 표시된 BY229 다이오드는 정상이지만 과도합니다. 모든 2A 이상의 정격 전류 다이오드가 작동합니다. RL204은 단지에 맞게 것이다 다이오드의 광대 한 범위 중 하나입니다. 여기서 고속 다이오드는 약간 도움이 될 수 있지만 필수는 아닙니다.

스위칭 속도 : 그림과 같이 회로는 온 / 오프 제어 또는 저속 PWM에 적합합니다. 최대 10 kHz까지는 아무 문제없이 작동합니다 ./ 더 빠른 PWM을 위해서는 올바르게 설계된 드라이버가 필요합니다.

MOSFET과 관련하여 옵토 커플러는 트랜지스터 일뿐입니다.

마이크로 컨트롤러에 관한 한, 옵토 커플러는 LED 일뿐입니다.

따라서 일반적인 트랜지스터 구동 MOSFET 회로와 일반적인 마이크로 컨트롤러 구동 LED 회로 만 있으면됩니다.

다음은 트랜지스터로 MOSFET을 구동하는 예입니다.

Q2는 광 쿠퍼의 출력측입니다. R2는 옵토 커플러의 입력 LED쪽으로 대체되며 전류 제한 저항입니다.

옵토 커플러의 절연은 마이크로 컨트롤러의 공급 전압과 상관없이 원하는 위치에 출력 트랜지스터를 배치 할 수있는 이점을 제공합니다.
광 커플러 구동은 LED 구동을 의미합니다. 마이크로 컨트롤러가 직접 구동 할 수 없다면 작은 트랜지스터가 필요합니다.
다음으로 옵토 커플러의 출력 트랜지스터를 MOSFET : V +의 콜렉터, 게이트의 이미 터에 배치합니다. 게이트와 접지 사이에 저항을 배치하십시오. 이렇게하면 MOSFET 게이트를 V +와 접지 사이에서 전환 할 수 있습니다. MOSFET은 6A를 전환하기 위해 24V가 필요하지 않지만 5V이면 충분합니다. 옵토 커플러 트랜지스터와 저항을 직렬로 연결하여 게이트 전압을 제한 할 수 있습니다. 접지 할 트랜지스터가 4k7 인 경우이를 위해 10k를 선택할 수 있습니다.

옵토 커플러의 LED가 켜져 있으면 트랜지스터가 전도되어 게이트를 높이게되므로 MOSFET이 켜집니다. LED가 꺼지면 트랜지스터가 꺼지고 저항에 의해 게이트가 낮아집니다.