Lái xe servo với MOSFET

Tôi đang cố gắng chế tạo một thiết bị chạy bằng pin nhỏ có chứa servo. Tôi muốn có thể tắt servo để tiết kiệm pin. Tôi đã đọc trước đây rằng MOSFE có thể được sử dụng để làm điều này, nhưng tôi gặp khó khăn khi tìm các mạch ví dụ đủ chi tiết (thiếu giá trị điện trở mà không có cách nào để tính toán chúng) và thành thật mà nói tôi không chắc chắn về loại mạch nào đang tìm kiếm (tôi chưa bao giờ sử dụng bất kỳ FET nào trước đây). Ai đó có thể xin vui lòng cho tôi một chút đi đúng hướng?

thông tin có khả năng liên quan:

mã chạy trên mega88 @ 3.3V
Servo 4,8-6V được kết nối thẳng vào bộ pin 6V (tôi muốn thay đổi điều này)

mosfet servo

— giật
nguồn

Cung cấp mạch ví dụ, thậm chí nó thiếu giá trị, có thể giúp ích.

— Brian Carlton

Nếu bạn muốn hướng dẫn thực tế, bao gồm lựa chọn một phần, hãy xem một số dự án kiểm soát tốc độ cho các hệ thống R / C đã được xuất bản - tốt nhất là một dự án gần đây. Một FET có thể chạy động cơ ổ đĩa sẽ có ít rắc rối với servo. Một điều cần suy nghĩ là liệu bạn có thể thoát khỏi việc sử dụng thiết bị kênh N để chuyển sang mặt thấp vì những thiết bị này tốt hơn về cơ bản so với các thiết bị kênh P. Tuy nhiên, các bộ điều khiển động cơ không chổi than ở khắp mọi nơi hiện nay đều sử dụng cả hai, vì vậy bạn có thể chọn một thiết bị kênh P và mạch điều khiển từ đó để chuyển đổi phía cao.

— Chris Stratton

Câu trả lời:

Bạn đã không đề cập đến bao nhiêu hiện tại bạn yêu cầu. Dưới đây là hướng dẫn nhanh -

Đối với hầu hết các ứng dụng chuyển mạch, các tham số quan trọng là xếp hạng điện áp (BVdss), dòng xả tối đa (Id (bật)) và điện áp bật cổng.

Đối với pin 6V, bạn muốn có điện áp sự cố ít nhất là 6V. Làm cho điều này cao hơn một chút trong trường hợp chuyển đổi tạo ra điện áp thoáng qua. Vì phần lớn các FET có điện áp từ 20V trở lên nên đây không phải là vấn đề. Chọn FET 20V hoặc 30V.

Chọn một dòng xả tối đa trên những gì servo yêu cầu. Dòng thoát tối đa thường bị giới hạn bởi hiệu suất nhiệt của hệ thống chứ không phải thiết bị. Bạn cần bao nhiêu hiện tại? Làm thế nào lớn một thiết bị bạn có thể sử dụng? Bạn có chỗ cho một tản nhiệt?

Để sử dụng FET làm công tắc trong hệ thống 3.3V, bạn muốn có một thiết bị mức logic. Điều này sẽ đảm bảo rằng thiết bị được bật hoàn toàn (mức kháng thấp nhất) ở mức 3,3V.

Đối với mạch tôi thường sẽ đặt một điện trở kéo xuống trên cổng để cổng không bao giờ nổi. Đối với một số ứng dụng, tôi sẽ đặt một diode zener trên cổng để bảo vệ tạm thời.

— jluciani
nguồn

Nó cũng là thiết kế tốt để có một điện trở cổng để giới hạn dòng điện đến cổng.

Không thường xuyên. Giới hạn dòng điện tới cổng làm chậm quá trình sạc điện dung đầu vào (Ciss). Điều này làm tăng tổn thất chuyển đổi do FET hiện mất nhiều thời gian hơn để chuyển đổi. Điện áp bạn phải chuyển đổi càng cao thì tổn thất càng nặng. Ngoài ra tần số chuyển đổi của bạn càng cao thì tổn thất của bạn càng tệ vì bạn đang chuyển đổi nhiều hơn trên mỗi đơn vị thời gian.

— jluciani

Ứng dụng dường như không có nhu cầu tốc độ cao, chỉ có tính năng bật / tắt để tiết kiệm pin. Tôi muốn giới thiệu các điện trở loạt, đặc biệt là nếu nó được điều khiển trực tiếp bởi bộ xử lý. Ngoài ra, một khi bạn khắc bảng, việc đặt một điện trở giá trị thấp sẽ dễ dàng hơn nhiều nếu có vấn đề về tốc độ hơn là cố gắng thêm một nếu sự tăng đột biến hiện tại gây ra các vấn đề khác (nhiễu loạn cho mạch tương tự, đặt lại bất ngờ, v.v.).

— apalopohapa

@Henrik, @jluciani: điện trở cổng không phải là để giới hạn dòng điện vào cổng, mỗi se (mà bạn không muốn làm). Đó là vì một số lý do khác: kiểm soát thời gian bật / tắt (điện trở trong song song w / diode cho phép tắt nhanh hơn), ngăn ngừa dao động tần số siêu cao do tăng thiết bị và độ tự dẫn của thiết bị và cách ly các lỗi truyền sang mạch truyền động nó (đặc biệt nếu trực tiếp từ chân vi điều khiển).

— Jason S

Một điện trở 50-200 ohm thường đủ, bạn không muốn một cái lớn hơn đáng kể.

— Jason S

Bạn có thể không cần MOSFET. Bạn nên đo mức độ mà servo của bạn sử dụng khi bạn không gửi bất kỳ xung nào trên đường tín hiệu. Tôi tưởng tượng rằng một servo được thiết kế tốt sẽ chuyển sang chế độ ngủ sâu và chỉ sử dụng vài trăm micro-amps, nhưng tôi chưa bao giờ thử điều này.

Nếu bạn cần MOSFET, tôi khuyên bạn nên sử dụng MOSFET kênh P trên đường dây nguồn của servo (dây giữa). Bạn có thể kết nối cổng của MOSFET với nguồn điện thông qua điện trở kéo lên 10-100kOhm để đảm bảo rằng nó bị tắt theo mặc định. Sau đó sử dụng dòng IO của vi điều khiển để kéo cổng xuống thấp khi bạn muốn servo được cấp nguồn, và sau đó làm cho dòng IO trở thành đầu vào trở kháng cao khi bạn muốn cắt nguồn servo.

Sơ đồ mạch của bạn sẽ trông giống như phía bên phải của sơ đồ này từ reemrevnivek (chỉ cần nhìn vào Q2) Sơ đồ về cách sử dụng MOSFET từ reemrevnivek :

Trong trường hợp này, "tải" ở phía bên tay phải là servo của bạn.

Bạn sẽ muốn xem bảng dữ liệu MOSFET của mình để đảm bảo rằng dòng rò không quá tệ.

— DavidEGrayson
nguồn

Bất cứ ai ủng hộ câu trả lời của tôi nên upvote reemrevnivek để thực hiện sơ đồ này! Electronics.stackexchange.com/questions35399/iêu

— DavidEGrayson

Servo có thể là cảm ứng, vì vậy bạn nên thêm điốt để bảo vệ MOSFET

— Jason S

Tôi luôn luôn sử dụng sau đây: physics.udel.edu/~watson/scen103/mos4.html physics.udel.edu/~watson/scen103/mos5.html

— endolith

Cảm ơn các upvote, nhưng sơ đồ là công việc của hai phút trong LTSpice. Nhân tiện, đây sẽ là một công cụ tuyệt vời để giúp mô phỏng vấn đề này. Ngoài ra, liên kết trỏ đến câu trả lời của tôi cho các câu hỏi về những điều cơ bản của việc sử dụng MOSFET, có thể có liên quan. Jason nói đúng, đây là một sơ đồ chung và không xem xét tải trọng quy nạp cao như servo.

— Kevin Vermeer