วิธีควบคุม MOSFET ด้วย Arduino PWM: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในคำแนะนำนี้ เราจะมาดูวิธีควบคุมกระแสผ่าน MOSFET โดยใช้สัญญาณเอาท์พุต Arduino PWM (Pulse Width Modulation)

ในกรณีนี้ เราจะจัดการโค้ด Arduino เพื่อให้สัญญาณ PWM แปรผันบนพินดิจิทัล 9 ของ Arduino จากนั้นเราจะกรองสัญญาณนี้เพื่อให้ระดับ DC ที่ปรับได้ซึ่งสามารถนำไปใช้กับเกตของ MOSFET ได้.

สิ่งนี้จะช่วยให้เราควบคุมทรานซิสเตอร์จากสถานะปิดโดยไม่มีกระแสไหลไปยังสถานะที่มีกระแสไหลเพียงไม่กี่มิลลิแอมป์หรือไปยังสถานะที่เรามีกระแสหลายแอมป์ไหลผ่านทรานซิสเตอร์

ที่นี่ฉันจะตั้งค่า PWM เพื่อให้เรามีรูปแบบความกว้างพัลส์ 8192 ขั้นตอนซึ่งทำให้เราควบคุม MOSFET ได้ดีมาก

ขั้นตอนที่ 1: แผนภาพวงจร

วงจรตรงไปตรงมามาก สัญญาณ PWM จากพิน D9 ของ Arduino ถูกรวมหรือกรองโดยการรวมกันของ R1 และ C1 ค่าที่แสดงทำงานได้ดีที่ความถี่ในการทำงาน 1.95KHz หรือการทำงานแบบ 13 บิต โดยมี 8192 ขั้นตอน (2 กำลังไฟฟ้า 13 = 8192)

หากคุณตัดสินใจที่จะใช้จำนวนขั้นตอนที่ต่างออกไป คุณอาจต้องเปลี่ยนค่า R1 และ C1 ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้ 256 ขั้นตอน (การทำงานแบบ 8 บิต) ความถี่ PWM จะเท่ากับ 62.45 KHz คุณจะต้องใช้ค่า C1 อื่น ฉันพบว่า 1000uF ทำงานได้ดีสำหรับความถี่นี้

จากมุมมองเชิงปฏิบัติ การตั้งค่า PWM เป็น 0 หมายความว่าระดับ DC บนเกต MOSFET จะเป็น 0V และ MOSFET จะถูกปิดโดยสมบูรณ์ การตั้งค่า PWM ที่ 8191 จะหมายความว่าระดับ DC บนเกต MOSFET จะเป็น 5V และ MOSFET จะเพิ่มขึ้นอย่างมากหากไม่ได้เปิดไว้โดยสมบูรณ์

ตัวต้านทาน R2 อยู่ในตำแหน่งเพื่อให้แน่ใจว่า MOSFET จะปิดเมื่อสัญญาณบนเกตถูกถอดออกโดยดึงเกทลงกราวด์

โดยมีเงื่อนไขว่าแหล่งพลังงานสามารถจ่ายกระแสที่กำหนดโดยสัญญาณ PWM บนเกต MOSFET คุณสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ MOSFET โดยไม่มีตัวต้านทานแบบอนุกรมเพื่อจำกัดกระแส กระแสไฟจะถูกจำกัดโดย MOSFET เท่านั้น และจะกระจายพลังงานส่วนเกินออกเป็นความร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีแผ่นระบายความร้อนเพียงพอหากใช้สำหรับกระแสที่สูงขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: รหัส Arduino

แนบรหัส Arduino แล้ว รหัสมีความคิดเห็นที่ดีและค่อนข้างง่าย บล็อกของรหัสในบรรทัดที่ 11 ถึง 15 ตั้งค่า Arduino สำหรับการทำงาน PWM ที่รวดเร็วพร้อมเอาต์พุตที่พิน D9 ในการเปลี่ยนระดับ PWM คุณต้องเปลี่ยนค่าของ Compare register OCR1A หากต้องการเปลี่ยนจำนวนขั้นตอน PWM คุณต้องเปลี่ยนค่าของ ICR1 เช่น 255 สำหรับ 8 บิต, 1023 สำหรับ 10 บิต, 8191 สำหรับการทำงาน 13 บิต โปรดทราบว่าเมื่อคุณเปลี่ยน ICR1 ความถี่ของการดำเนินการจะเปลี่ยนไป

ลูปจะอ่านสถานะของสวิตช์ปุ่มกดสองตัวและเพิ่มค่า OCR1A ขึ้นหรือลง ฉันได้ตั้งค่านี้ล่วงหน้าในการตั้งค่า () ถึง 3240 ซึ่งต่ำกว่าค่าที่ MOSFET เริ่มเปิด หากคุณใช้ทรานซิสเตอร์หรือวงจรตัวกรอง C1 & R1 อื่น ค่านี้จะแตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับคุณ ดีที่สุดที่จะเริ่มต้นด้วยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่ศูนย์ในครั้งแรกที่คุณลองในกรณีนี้!

ขั้นตอนที่ 3: ผลการทดสอบ

ด้วย ICR1 ที่ตั้งค่าเป็น 8191 นี่คือผลลัพธ์ที่ฉันได้รับโดยเปลี่ยนกระแสระหว่าง 0 ถึง 2 AMPS:

OCR1A (การตั้งค่า PWM ปัจจุบัน (ma) แรงดันเกต (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