DC-Motordrehzahlregelung mit Pmos

Der von Ihnen gewählte p-Kanal-Mosfet hat einen Einschaltwiderstand von etwa 0,4 Ohm. Wenn Ihr Motorstrom (sagen wir) 4 Ampere beträgt, erzeugt dies eine Verlustleistung von 6,4 Watt. Es ist wahrscheinlich, dass Sie einen Mosfet mit geringerem Einschaltwiderstand wählen oder einen Kühlkörper verwenden sollten.

Sie haben auch den Mosfet in Ihrem Schaltplan auf dem Kopf, aber ich vermute, dass dies nur ein Diagrammfehler ist.

Ihr Motorspitzenstrom könnte viel höher sein als die 1 Ampere, die Sie angeben, wenn Sie eine mechanische Last antreiben. Auch wenn Ihre PWM-Frequenz zu hoch ist, kann Ihr Motor eine erhebliche zusätzliche Last erzeugen, die Sie möglicherweise nicht berücksichtigen.

Sie haben die Freilaufdiode nicht angegeben, und eine schlechte Wahl hier könnte mehr Strom bedeuten. Beispielsweise hat eine 1N400x-Diode eine sehr schlechte Rückwärtserholzeit von etwa 30 us - mit anderen Worten, es dauert so lange, um von der Vorwärtsleitung (Flyback) zur Sperrung in Rückwärtsrichtung zurückzukehren.

Möglicherweise müssen Sie Folgendes berücksichtigen:

1. Verwenden Sie einen anderen P-MOSFET mit niedrigerem Wert$R_{DS(on)}$und besseres thermisches Verhalten. FQP7P06 hat einen keuchenden 0,4-Ohm-EIN-Widerstand und einen thermischen Widerstand von 3,75 °C/W zwischen Verbindung und Senke. Betrachten Sie stattdessen IRF4905 mit einem Nennwiderstand von 0,02 mOhm und einem thermischen Widerstand von 1,25 °C/W zwischen Verbindung und Senke. Verwenden Sie außerdem einen geeigneten Kühlkörper, um den vollen Nutzen aus den Eigenschaften des unteren Übergangs zum Kühlkörper zu ziehen.

2. Verwenden Sie eine Push-Pull-Topologie für den MOSFET-Gate-Treiber. Dadurch wird die Zeit verringert, die der MOSFET beim Ausschalten im ohmschen Bereich verbringt. Während es im ohmschen Bereich viel Leistung verbraucht, was sich zu anderen Problemen summiert (high$R_{DS(on)}$, hoher thermischer Widerstand zwischen Verbindung und Senke usw.). Wenn das PWM-Eingangssignal jetzt auf Low geht, muss der Kondensator am MOSFET-Gate +15 V über einen 500-Ohm-Widerstand aufladen, was zu einem zu langsamen RC führen kann.

3. Wie Andy Aka sagte, kann auch eine Flyback-Diode mit langsamer Erholung das Problem verstärken. Die Auswahl einer geeigneten Flyback-Diode ist hier nicht trivial: Sie hängt von Ihrer PWM-Frequenz und dem Schaltverhalten aller anderen Komponenten in der Schaltung (einschließlich des Motors) ab. Mit diesen Informationen in der Hand müssen Sie Folgendes berücksichtigen:

   • Erholungszeit -> muss mit Ihrer PWM-Frequenz kompatibel sein.
   • Spitzenstrom -> muss mit der im Motor gespeicherten Blindenergie kompatibel sein.
   • Durchschnittlicher Strom -> muss mit dem Spitzenstrom und der PWM-Frequenz kompatibel sein.

Prüfen Sie, ob ein 1N5818 Ihren Anforderungen entspricht oder nicht.