Πώς να ελέγξετε ένα MOSFET με Arduino PWM: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Σε αυτό το διδακτικό θα εξετάσουμε πώς να ελέγχετε το ρεύμα μέσω ενός MOSFET χρησιμοποιώντας ένα σήμα εξόδου Arduino PWM (Pulse Width Modulation).

Σε αυτήν την περίπτωση, θα χειριστούμε τον κώδικα arduino για να μας δώσει ένα μεταβλητό σήμα PWM στον ψηφιακό pin 9 του arduino και στη συνέχεια θα φιλτράρουμε αυτό το σήμα για να μας δώσει ένα ρυθμιζόμενο επίπεδο DC που μπορεί να εφαρμοστεί στην πύλη του MOSFET Το

Αυτό θα μας επιτρέψει να ελέγξουμε το τρανζίστορ από κατάσταση απενεργοποίησης χωρίς να ρέει ρεύμα σε κατάσταση όπου ρέουν μόνο μερικά milliamps ρεύματος ή σε κατάσταση όπου έχουμε πολλούς ενισχυτές ρεύματος που ρέουν μέσω του τρανζίστορ.

Εδώ θα ρυθμίσω το PWM έτσι ώστε να έχουμε 8192 βήματα παραλλαγής πλάτους παλμού που μας δίνουν πολύ καλό έλεγχο του MOSFET.

Βήμα 1: Διάγραμμα κυκλώματος

Το κύκλωμα είναι πολύ απλό. Το σήμα PWM από την ακίδα D9 του arduino ενσωματώνεται ή φιλτράρεται από το συνδυασμό R1 και C1. Οι τιμές που εμφανίζονται λειτουργούν καλά με συχνότητα λειτουργίας 1,95KHz ή λειτουργία 13 bit με 8192 βήματα (2 στην ισχύ 13 = 8192).

Εάν αποφασίσετε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικό αριθμό βημάτων, ίσως χρειαστεί να αλλάξετε τις τιμές R1 και C1. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείτε 256 βήματα (λειτουργία 8 bit) η συχνότητα PWM θα είναι 62,45 KHz θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε διαφορετική τιμή C1. Βρήκα ότι το 1000uF δούλευε καλά για αυτή τη συχνότητα.

Από πρακτική άποψη, μια ρύθμιση PWM 0 σημαίνει ότι το επίπεδο DC στην πύλη MOSFET θα είναι 0V και το MOSFET θα απενεργοποιηθεί τελείως. Μια ρύθμιση PWM 8191 σημαίνει ότι το επίπεδο DC στην πύλη MOSFET θα είναι 5V και το MOSFET θα είναι ουσιαστικά αν δεν είναι πλήρως ενεργοποιημένο.

Η αντίσταση R2 είναι στη θέση της μόνο για να διασφαλιστεί ότι το MOSFET απενεργοποιείται όταν αφαιρεθεί το σήμα στην πύλη τραβώντας την πύλη στη γείωση.

Υπό την προϋπόθεση ότι η πηγή ισχύος είναι ικανή να παρέχει το ρεύμα που υπαγορεύεται από το σήμα PWM στην πύλη MOSFET, μπορείτε να το συνδέσετε απευθείας στο MOSFET χωρίς αντίσταση σειράς για να περιορίσετε το ρεύμα. Το ρεύμα θα περιοριστεί μόνο από το MOSFET και θα διαχέει τυχόν πλεονάζουσα ισχύ ως θερμότητα. Βεβαιωθείτε ότι παρέχετε επαρκή ψύκτρα αν το χρησιμοποιείτε για υψηλότερα ρεύματα.

Βήμα 2: Κωδικός Arduino

Επισυνάπτεται ο κωδικός arduino. Ο κώδικας είναι καλά σχολιασμένος και αρκετά απλός. Το μπλοκ κώδικα στις γραμμές 11 έως 15 ρυθμίζει το arduino για γρήγορη λειτουργία PWM με έξοδο στον πείρο D9. Για να αλλάξετε το επίπεδο PWM αλλάζετε την τιμή του συγκριτικού καταχωρητή OCR1A. Για να αλλάξετε τον αριθμό των βημάτων PWM αλλάζετε την τιμή του ICR1. π.χ. 255 για 8 bit, 1023 για 10 bit, 8191 για λειτουργία 13 bit. Λάβετε υπόψη ότι καθώς αλλάζετε το ICR1 αλλάζει η συχνότητα λειτουργίας.

Ο βρόχος απλώς διαβάζει την κατάσταση δύο διακόπτες με κουμπιά και αυξάνει την τιμή OCR1A πάνω ή κάτω. Έχω προεπιλέξει αυτήν την τιμή στη ρύθμιση () σε 3240, η οποία είναι ακριβώς κάτω από την τιμή όπου αρχίζει να ενεργοποιείται το MOSFET. Εάν χρησιμοποιείτε διαφορετικό τρανζίστορ ή κύκλωμα φίλτρου C1 & R1, αυτή η τιμή θα είναι ελαφρώς διαφορετική για εσάς. Καλύτερα να ξεκινήσετε με την προκαθορισμένη τιμή στο μηδέν την πρώτη φορά που θα το δοκιμάσετε για παν ενδεχόμενο!

Βήμα 3: Αποτελέσματα δοκιμών

Με το ICR1 ρυθμισμένο σε 8191, αυτά είναι τα αποτελέσματα που έλαβα μεταβάλλοντας το ρεύμα μεταξύ 0 και 2 AMPS:

OCR1A (Ρύθμιση PWMCurrent (ma) Τάση Πύλης (Vdc) 3240 0 ma 0v3458 10ma 1.949v4059 100ma 2.274v4532 200ma 2.552v4950 500ma 2.786v5514 1000ma 3.101v6177 1500ma 3.472v6927 2000ma 3.895v