Steuerleistungswiderstand mit MOSFET

Ich mache ein Temperaturregelsystem mit einem Arduino. Ich habe jedoch ein Problem mit der Steuerung eines Leistungswiderstands (der als Heizung verwendet wird). Mir wurde vorgeschlagen, einen MOSFET zur Steuerung zu verwenden. Leider macht es mein Mangel an Wissen über MOSFETs schwierig, dies zu tun.

Soweit ich weiß, arbeitet ein MOSFET als Schalter, der sich einschaltet, wenn am GATE-Pin eine Spannung anliegt. Wenn dies geschieht, wird der Widerstand zwischen DRAIN-SOURCE reduziert, wodurch Strom fließen kann. Was schön ist, da ich Strom brauche, um meinen Widerstand zu erwärmen.

Schaltkreis zur Steuerung der Heizung

Wenn ich das PWM-Signal steuere, das von Arduino an den MOSFET gesendet wird, steuert dies den Strom, der durch die Heizung fließt?

Antworten (3)

Das wird funktionieren. Sie müssen einen MOSFET auswählen, der bei der Ansteuerspannung Ihres Arduino einen niedrigen Rds (on) hat , und die PWM-Frequenz auf eine relativ niedrige Frequenz begrenzen (normalerweise kein Problem mit thermischen Systemen). Wenn Sie keines dieser Dinge tun, kann der MOSFET ziemlich heiß werden, weil: P = ICH 2 R , Erwärmung durch Rds(on) oder durch die Verlustleistung beim Schalten.

Sie können sogar einen 1-Sekunden-PWM-Zyklus verwenden, wenn Sie möchten.

Ich würde vorschlagen, dem Gate einen kleinen Vorwiderstand (vielleicht 50 Ohm) und einen Pulldown-Widerstand (100 K ist normalerweise in Ordnung) hinzuzufügen. Wenn das Gate also schwebend wird, weil der Mikroausgang deaktiviert ist, wird das Gate nicht nach oben schweben Die Zone, in der der Transistor zu leiten beginnt, wird heiß und beschädigt sich selbst.

Wenn Ihre Heizungsversorgung (sagen wir) 12 V beträgt, beträgt Ihr Strom mit einer 3,9-Ohm-Heizung etwa 3 A (36 W). Um einen Kühlkörper auf einem TO-220 oder einem ähnlichen größeren Gehäuse zu vermeiden, möchten Sie möglicherweise einen Rds (on) von weniger als 35 m Ω (ca. 470 mW im heißen Zustand). Eine Möglichkeit für den 5V-Antrieb könnte das A&O AOI514 - 11,9m sein Ω und für 30 V ausgelegt, die bei seltenem Schalten und mit 5-V-Antrieb kühl laufen.

+1 für den Pulldown-Widerstand. Wenn Ihr Arduino eingeschaltet ist und 0 V ausgibt, kann er Strom aufnehmen, um die Ladung aus dem Transistor zu entnehmen, aber wenn er ausgeschaltet ist, hat die Ladung keinen Ausweg und Sie könnten mit einer sehr gerösteten Heizung stecken bleiben.
+1 für den Gate-Widerstand. Einfach den Ausgangspin zu braten, wenn die Gate-Kapazität des MOSFET zu groß ist.

Ja, das wäre ein typischer Weg, um den durchschnittlichen Strom in Ihre Heizung zu steuern. Achten Sie jedoch darauf, einen Mosfet mit einem sehr niedrigen Rds(on)-Wert auszuwählen, da Ihr Mosfet sonst nur zu einer weiteren Heizung wird. Sehen Sie sich auch das Datenblatt für den Mosfet an, um zu sehen, ob es empfohlen wird, einen zusätzlichen Vortreiber zu verwenden, um ihn bei der von Ihnen verwendeten Geschwindigkeit ein- und auszuschalten.

Was Sie vorschlagen, ist das Grundprinzip, aber normalerweise benötigen Sie einen MOSFET-Treiber zwischen dem Arduino und dem MOSFET. Ich habe das nie ausprobiert, also ist meine Vermutung: Es funktioniert auch direkt ohne Treiber, aber viel langsamer, da Sie zum Einschalten des MOSFET die Kapazität zwischen Gate und Source laden müssen und die digitalen Ausgänge eines Arduino sehr begrenzt sind im Maximalstrom.

So wählen Sie den MOSFET aus:

  • Überprüfen Sie, ob die vom Arduino- oder Treiberausgang bereitgestellte Spannung dem entspricht, was der MOSFET benötigt.
  • Überprüfen Sie, ob der fließende Strom vom MOSFET (Continuous Drain Current) unterstützt wird.
  • Überprüfen Sie die Drain-to-Source-Durchbruchspannung des MOSFET, sie muss höher sein als die Spannung der Stromversorgung, die an den Widerstand angeschlossen ist.
  • Wenn Sie eine schnelle Reaktion wünschen (wie eine hohe PWM-Frequenz usw.), überprüfen Sie die Treiber für den MOSFET. Normalerweise gibt es im Datenblatt des MOSFET Schaltungen, die zeigen, wie man ihn anschließt, und sogar Treiber, die damit verwendet werden können.

Prost und viel Glück!