Verstärken Sie die Rechteckwelle mit einer einfachen Mofset-Schaltung

Ich bin ein Bastler. Ich habe eine Rechteckwelle, die von einem 5-Volt-Arduino erzeugt wird. (Ich habe eine 555-Schaltung ausprobiert, aber ich konnte sie nicht mit einer genauen Rechteckwelle erreichen.)

Die Arduino-Rechteckwelle läuft von etwa 2 oder 3 Volt bis 0 Volt. Ich möchte diesen positiven Impuls mit einem Mosfet (741) auf 12 Volt verstärken, um einen Elektromagneten zu pulsieren. Der Elektromagnet ist ein 12-VDC-Elektromagnet und sollte bei oder unter 250 mA laufen. Ich habe das folgende Setup ausprobiert, aber ich bekomme ein seltsames Signal, eine Art Rechteckwelle mit abgerundeten Schultern bei etwa 1 Volt und einer Spitze in der Mitte, die bis zu etwa 7 Volt ansteigt. Ich hatte erwartet, genau die gleiche Rechteckwelle zu sehen, die hereinkam, aber bei 12 V + statt 3 herauskam. mache ich etwas falsch?

Mein erster Versuch

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Bearbeiten: Glauben Sie, dass die obige Schaltung richtig ist?

Können Sie die Frequenz Ihrer Rechteckwelle angeben?
Was bedeutet "mosfet (741)"
Diese Schaltung entspricht nicht Ihren Wünschen. Lesen Sie diese Frage: electronic.stackexchange.com/questions/141961/… und sehen Sie sich die Schaltung an, diese Schaltung würde funktionieren, wenn Sie ein NMOS verwenden.
Welcher MOSFET? N- oder P-Typ? Link zu seinem Datenblatt. Wenn es sich um ein NMOS handelt, ist es falsch herum angeschlossen, und wenn es sich um ein PMOS handelt, ist die Gate-Vorspannung falsch. Und so oder so hilft dieser Quellwiderstand nicht.
Ich vermute, es bedeutet IRF741, was ein N-Kanal ist, wenn auch ein veralteter.
Es ist ein N-Typ 10a Mosfet, IRF741. Wahrscheinlich übertrieben. Aber wie gesagt. Ich bin Bastler und möchte nur auf der sicheren Seite bleiben. Der Link zum Datenblatt ist hier: digchip.com/datasheets/parts/datasheet/161/IRF741-pdf.php - Wenn Sie sagen, dass es falsch angeschlossen ist, meinen Sie, dass die Mosfet-Quelle negativ sein sollte und das Lastnegativ zum Abfluss führen sollte? (Während die positive Last auf 12 V positiv hängt?)
@FakeMoustache, du hattest Recht. Danke. Ich hatte es verkehrt herum angeschlossen. Das zweite Diagramm oben ist das, was ich am Ende hatte und es gibt Impulse bei etwas über 12 Volt mit einer 12,24-V-Stromversorgung aus

Antworten (4)

Seltsame Schaltung: -

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Wenn es sich um einen P-Kanal-MOSFET handelt, ist das in Ordnung, da die Source mit +12 Volt verbunden ist (über einen Widerstand, dessen Wert nicht angegeben ist) und der Drain mit der Last verbunden ist, ABER um das Gate richtig anzusteuern, müssen die Gate-Pegel 12 Volt betragen ( MOSFET aus) oder Gate bei beispielsweise 6 Volt oder weniger, um den MOSFET einzuschalten. Dies wird mit dem Arduino-Ausgang eindeutig nicht erreicht.

Wenn der MOSFET ein N-Kanal ist, leitet die Body-Diode und die Last wird permanent mit etwa 11 Volt versorgt, abzüglich des Spannungsabfalls über dem Widerstand in Reihe mit der Quelle.

Keiner wird das tun, was ich denke, dass Sie wollen.

Ich habe das Diagramm in meinem ursprünglichen Beitrag bearbeitet. Ist das besser geeignet für das, was ich suche?
Sie müssen das Gate mit mindestens 5 Volt ansteuern, um eine angemessene Leitung zu erhalten.

Die Gate-Spannungsansteuerung Ihres Mikrocontrollers (0 bis 5 V) ist möglicherweise zu schwach, um das Gate des IRF741-MOSFETs vollständig auf EIN zu treiben: Obwohl das Datenblatt nur +4 V am Gate angibt, erhalten Sie möglicherweise nur einen Bruchteil eines Milliampere-Stroms durch das MOSfet, sowie Ihre Last. Bei +5 V Gate-Spannung erhalten Sie mehr Strom, aber Sie wissen nicht, wie viel. Mit +10 V am Gate ist der MOSFET garantiert vollständig eingeschaltet, und der Stromfluss durch Ihren Elektromagneten wird durch den Widerstand des Elektromagneten begrenzt. Sie sind sicherer, wenn Sie anstelle dieses als Logikpegel klassifizierten MOSFET verwenden , da Ihr Mikrocontroller nur +5 V liefern kann.
aus IRF741 Datenblatt

Da Sie eine induktive Last ansteuern, müssen Sie auch eine Diode einbauen, um die enorme Flyback-Impulsspannung abzufangen, wenn Sie den MOSFET ausschalten. Ihr MOSfet kann nur etwa 30 V standhalten, und der Flyback-Impuls wird wahrscheinlich für einen kurzen Moment ein Vielfaches dieser Spannung betragen ... aber ein Moment reicht aus, um Ihren MOSfet kaputt zu machen. Die Diode geht über den Elektromagneten, mit der Kathode zur +12-V-Versorgung.

Muss die Diode für den Strom ausgelegt sein, der vom Mosfet kommt?
@johnywhy Ja, das wäre ein sicheres Design, da die Diode den gesamten Elektromagnetstrom akzeptieren muss, den das MOSfet an sie übergibt. Dieser Strom lässt jedoch schnell nach. Eine Leistungsdiode wie 1N4001 kann für einen Dauerstrom von einem Ampere ausgelegt sein, kann aber wie in diesem Fall 30 Ampere in einem kurzen Impuls sicher durchlassen.

Nicht sicher, wie Ihre Schaltung verdrahtet ist. Wenn der zweite gezogen wird, liegen -12 V am Drain. Wenn Sie die 12-V-Batterie umdrehen, sollte es funktionieren.

Ich würde die Schaltung von Switching Test Circuit (Abbildung 9) verwenden. Schalten Sie Ihren Arduino-Ausgang für Impulsgenerator.

Füge hinzu ein R G S um es auszuschalten, während Arduino konfiguriert wird.

IRF741 Treiberschaltung

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Der Arbeitszyklus des 555-Timers ist:

D = R B R A + 2 R B

Sie können also keine Einschaltdauer von 50% erreichen. Es gibt Wege, aber nur mit einem 555 kommt man da nicht hin.

Danke StainlessSteelRat. Ich denke, Sie und @glen_geek haben Recht mit der Spannung und der Stromstärke. Ich begann mit einem 555-Timer auf derselben Platine, damit alles mit ungefähr der gleichen Spannung laufen konnte. Aber ich konnte es mit den Widerständen, die ich habe, nicht perfekt quadratisch machen. Das Arduino liefert eine absolut perfekte Rechteckwelle. Ich werde deinen Rat bezüglich des Mosfet ausprobieren. Wenn das nicht funktioniert, werde ich versuchen, das Arduino-Signal mit einem Transistor zu verstärken. Wenn das nicht funktioniert, gehe ich zurück zum 555 und beiße in den sauren Apfel, parallel ein paar Widerstände, bis ich den richtigen Wert bekomme. danke für die Hilfe
Was die 555-Schaltung betrifft, ja, das weiß ich. Einer meiner Widerstände forderte 39k - die ich nicht habe, weiß nicht einmal, ob sie sie herstellen. Als fauler Mann hatte ich einfach keine Lust, ein paar Widerstände parallel oder in Reihe zu schalten, um das zu erreichen. Also habe ich 47k verwendet und es war ungefähr ein 60/40-Ergebnis. Ich bin einer von denen, die eine Meile laufen, um leider einen Schritt zu sparen. Und das Arduino macht es so schön.

Wäre es nicht gegen die Menschenrechte besagter Migranten, wenn sie die Bewegungsfreiheit einschränken?

Ihrem Elektromagneten ist es egal, ob die Rechteckwelle eine Anstiegszeit von 1 ns oder 1 ms hat. Also ein 555 wird gut funktionieren.

Ein MCU-basierter Ansatz wird ebenfalls funktionieren. In Ihrem speziellen Fall müssen Sie sicherstellen, dass der Arduino-Ausgang eine ausreichende Schwingung aufweist. Wenn das Hoch 2 oder sogar auf einem 5-V-Arduino ist, gibt es. ISS etwas ernsthaft falsch. Beheben Sie das zuerst.

Dann benötigen Sie einen MOSFET, der am 5-V-Ausgang vollständig geöffnet wird.

Wenn Sie keinen haben, dann besorgen Sie sich einen Fahrer.

Ich werde diese Arduino-Spannung überprüfen. Ich hatte es auf eine t1-Zeit von 250 ms eingestellt, also bekam ich wahrscheinlich keinen genauen Messwert. Und mein Oszilloskop ist ein Oldtimer, zeigt keine Spannungen an.
Wurde etwas gehackt? Ich sehe ein seltsames Zitat über Menschenrechte, Migranten und Bewegungseinschränkungen.
Verstärken Sie die Rechteckwelle mit einer einfachen Mofset-Schaltung
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