Керування сервоприводом з MOSFET

Я намагаюся створити невеликий пристрій, що працює на акумуляторі, який містить сервопривід. Я б хотів мати можливість вимкнути сервопривід, щоб заощадити час автономної роботи. Я раніше читав, що для цього можна використовувати MOSFET, але у мене виникають проблеми з пошуком прикладних схем, які є досить детальними (відсутні значення резистора, не маючи можливості їх обчислити), і чесно кажучи, я не надто впевнений, яку схему я шукаю (я ніколи раніше не використовував жодних БНТ). Може хтось, будь ласка, підштовхнути мене в потрібному напрямку?

потенційно відповідна інформація:

код працює на mega88 @ 3.3V
Сервоприймач 4,8-6В підключений прямо до батареї 6В (я хотів би змінити це)

mosfet servo

— Джеремі
джерело

Надання прикладної схеми, навіть якщо їй не вистачає значень, може допомогти.

— Брайан Карлтон

Якщо ви хочете отримати практичні вказівки, включаючи вибір деталей, подивіться на деякі опубліковані проекти контролю швидкості для систем Р / З - бажано, останніх. FET, який може працювати приводним двигуном, повинен мати невеликі проблеми з сервоприводом. Варто подумати над тим, якщо ви могли б піти з використання N-канального пристрою для перемикання нижньої сторони, оскільки вони принципово кращі, ніж пристрої P-каналів. Однак безщіткові контролери двигунів, які сьогодні є повсюдно, використовують обидва, так що ви можете вибрати пристрій P-каналу та привідну схему для високої комутації з боку.

— Кріс Страттон

Відповіді:

Ви не згадали, скільки струму вам потрібно. Ось короткий посібник -

Для більшості програм комутації важливими параметрами є напруга (BVdss), максимальний струм зливу (Id (увімкнено)) і напруга включення затвора.

Для батареї 6 В потрібно напруга пробою не менше 6 В. Зробіть це трохи вище, якщо комутація створює перехідні напруги. Оскільки більшість БНТ мають напругу 20 В або більше, це не повинно бути проблемою. Виберіть 20 В або 30 В FET.

Виберіть максимальний струм зливу вище необхідного сервоприводу. Максимальний струм зливу зазвичай обмежений тепловою продуктивністю системи, а не пристрою. Скільки струму вам потрібно? Наскільки великий пристрій ви можете використовувати? У вас є місце для радіатора?

Щоб використовувати FET в якості перемикача в системі 3,3 В, потрібно пристрій логічного рівня. Це дозволить гарантувати, що пристрій повністю включений (найнижчий за стійкістю) на рівні 3,3 В.

Для схеми я, як правило, кладу на ворота висувний резистор, щоб затвор ніколи не плавав. Для деяких застосувань я розміщу ценеровий діод через ворота для тимчасового захисту.

— jluciani
джерело

Також хороша конструкція має резистор для воріт для обмеження струму до воріт.

Не зазвичай. Обмеження струму до затвора уповільнює зарядку вхідної ємності (Ciss). Це збільшує втрати при перемиканні, оскільки FET зараз займає більше часу. Чим вище напруга, яку ви повинні перемикати, тим гірші втрати. Крім того, чим вище ваша частота комутації, тим гірші ваші втрати, оскільки ви перемикаєтесь більше на одиницю часу.

— jluciani

Здається, програма не потребує високої швидкості, лише функція вмикання / вимикання для економії акумулятора. Я б рекомендував серійний резистор, особливо якщо він керується безпосередньо процесором. Крім того, після травлення плати набагато простіше поставити резистор з низьким значенням, якщо виникають проблеми зі швидкістю, ніж намагатися додати його, якщо поточний сплеск викликає інші проблеми (порушення в аналоговій схемі, несподівані скидання тощо).

— апалопохапа

@Henrik, @jluciani: резистор воріт не для обмеження струму на ворота, сам по собі (що ви не хочете робити). Це з кількох інших причин: керування часом обертання / розвороту (резистор паралельно w / діод дозволяє швидше здійснювати поворот), запобігання коливань надвисоких частот через посилення пристрою та індуктивності відведення пристрою та ізоляцію несправностей від поширення на ланцюг, що рухається це (особливо, якщо безпосередньо з штифта мікроконтролера).

— Jason S

Зазвичай вистачає резистора 50-200 Ом. Ви не хочете, щоб він був значно більшим.

— Джейсон S

Можливо, вам не знадобиться MOSFET. Ви повинні виміряти, скільки струму використовує ваш сервопривід, коли ви не надсилаєте жодних імпульсів на сигнальну лінію. Я думаю, що добре спроектований сервопривід перейшов у режим глибокого сну і використовував би лише кілька сотень мікроампер, але я цього ніколи не пробував.

Якщо вам потрібен MOSFET, я рекомендую використовувати P-канал MOSFET на лінії електроживлення сервоприводу (середній провід). Ви можете підключити ворота MOSFET до джерела живлення через підтягуючий резистор 10-100 кОм, щоб гарантувати його вимкнення за замовчуванням. Потім використовуйте лінію вводу мікроконтролера, щоб витягнути ворота низько, коли ви хочете, щоб сервопривод живився, а потім зробіть лінію вводу-виводу великим імпедансним входом, коли ви хочете зменшити потужність сервоприводу.

Ваша схема повинна виглядати як правій частині цієї діаграми від reemrevnivek (просто подивіться на Q2) Діаграма, як використовувати MOSFET з reemrevnivek :

У цьому випадку "навантаження" з правого боку - це ваш сервопривід.

Ви хочете переглянути свій лист MOSFET, щоб переконатися, що струми витоку не надто погані.

— DavidEGrayson
джерело

Кожен, хто підтримає мою відповідь, повинен підтримати реемревевек за створення цієї діаграми! electronics.stackexchange.com/questions/3599/…

— DavidEGrayson

Сервопривід може бути індуктивним, тому вам слід додати діоди для захисту MOSFET

— Jason S

Я завжди користуюсь цим: physics.udel.edu/~watson/scen103/mos4.html physics.udel.edu/~watson/scen103/mos5.html

— ендоліт

Дякую за результати, але діаграма була двома хвилинами роботи в LTSpice. Що, до речі, було б чудовим інструментом, який допоможе змоделювати цю проблему. Також посилання вказує на мою відповідь на питання щодо основ використання MOSFET, які можуть бути актуальними. Джейсон має рацію, це була загальна схема, і не враховувала сильно індуктивних навантажень, як сервоприводи.

— Кевін Вермер