많은 응용 프로그램이 있습니다 MOSFET 산업 부문부터 모터 속도 제어, 조도 조절, 인버터, 고주파 증폭기 등과 같은 전자 장치 내의 전자 신호 증폭 및 전환과 같은 가전 제품에 이르기까지 다양합니다. 일반적으로 이러한 제품은 다양한 전자 프로젝트 요구 사항에 맞게 다양한 크기로 제공됩니다. MOSFET은 작은 신호로 큰 전압과 전류를 제어해야 할 때마다 사용됩니다. 이 기사에서는 MOSFET 설계 방법과 같은 MOSFET 애플리케이션 중 하나에 대한 간략한 정보를 제공합니다. MOSFET을 이용한 모터 속도 제어 .

MOSFET을 이용한 모터 속도 제어

현대 사회에서 전기 모터의 속도 제어는 다양한 기계에 중요하기 때문에 어디에나 있습니다. 전기 모터에 필요한 기능과 성능은 다양합니다. 모터의 속도 제어 부분을 살펴보면 스테퍼 및 서보 모터의 속도 제어는 펄스열로 수행할 수 있는 반면, 브러시리스 DC 및 유도 모터의 속도 제어는 DC 전압 또는 외부 저항을 통해 수행할 수 있습니다. 현재 많은 산업 분야에서 전기 모터는 없어서는 안 될 동력원으로 사용되고 있습니다. 그러나 모터 속도 제어는 기계의 작동, 품질, 작업결과에 직접적인 영향을 미치기 때문에 반드시 필요합니다.

이것의 주요 목적은 다음과 같은 회로를 설계하는 것입니다. DC 모터 속도 제어 MOSFET으로. MOSFET은 회로 내에서 전압을 증폭하거나 전환하는 데 사용되는 일종의 트랜지스터입니다. 이 회로에 사용된 MOSFET 유형은 향상 모드에서만 작동하는 향상 모드 MOSFET입니다. 즉, 게이트 단자에 전압이 제공되지 않을 때마다 이 트랜지스터가 꺼지고 전압이 제공될 때마다 켜집니다. 따라서 트랜지스터는 DC 모터를 제어하기 위한 스위치처럼 사용하기에 이상적입니다.

DC 모터는 로봇, 가전제품, 장난감 등과 같은 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 따라서 많은 DC 모터 응용 분야에서는 모터 속도 및 방향 제어가 필수적입니다. 여기서는 MOSFET을 사용하여 간단한 DC 모터 컨트롤러를 설계하는 방법을 설명하겠습니다.

필수 구성 요소:

이 DC 모터 컨트롤러를 만드는 데 필요한 구성 요소에는 12V 배터리, 100K가 포함됩니다. 전위차계 , IRF540N E-MOSFET, DC 모터 및 스위치.

“단순 조화 운동의 응용 ”

사이:

이 DC 모터 속도 제어 장치의 연결 IRF540N EMOSFET 다음과 같이;

MOSFET을 이용한 DC 모터 속도 제어

IRF540 E-MOSFET 게이트 터미널은 전위차계에 연결되고 소스 터미널은 모터의 양극 와이어에 연결되며 MOSFET의 드레인 터미널은 스위치를 통해 배터리의 양극 터미널에 연결됩니다.

모터 음극선은 배터리의 음극 단자에 연결됩니다.

전위차계 출력 단자는 MOSFET의 게이트 단자에 연결되고, GND는 모터의 음극선을 통해 배터리의 음극 단자에 연결되며, VCC 핀은 MOSFET의 드레인 단자를 통해 배터리의 양극 단자에 연결됩니다. 그리고 스위치.

일하고 있는

스위치 'S'가 닫히면 MOSFET 게이트 단자의 전압 공급으로 인해 드레인(D) 단자에서 소스(S)로 전류가 공급됩니다. 그 후 전류가 DC 모터 전체에 흐르기 시작하고 모터가 회전하기 시작합니다. DC 모터에 공급되는 전류의 합은 전위차계를 조정하는 것만으로 간단하게 조절할 수 있으며, 그 후 MOSFET의 게이트 단자에 인가되는 전압을 변경합니다. 따라서 MOSFET의 게이트 단자에서 전압을 제어하여 DC 모터의 속도를 제어할 수 있습니다. DC 모터 속도를 높이려면 MOSFET의 게이트 단자에 인가되는 전압을 높여야 합니다.

여기서 IRF540N MOSFET 기반 DC 모터 컨트롤러 회로는 모터의 속도를 제어하도록 설계되었습니다. 모터 . 이 회로는 MOSFET과 전위차계를 사용하여 설계가 매우 간단합니다. MOSFET의 게이트 단자에 인가되는 전압을 간단히 제어함으로써 모터 속도를 제어할 수 있습니다.

모터 속도 제어를 위한 MOSFET의 장점:

트랜지스터는 모터 속도 제어 회로에서 기본적인 역할을 하며 MOSFET(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터)는 여러 가지 이유로 BJT(양극 접합 트랜지스터) 및 IGBT(절연 게이트 양극 트랜지스터)와 같은 다른 유형의 트랜지스터보다 선호되는 경우가 많습니다. . 이 기사에서는 다른 트랜지스터에 비해 모터 속도 제어를 위해 MOSFET을 사용할 때의 장점과 응용 분야를 살펴보겠습니다.

고효율 :
- MOSFET은 매우 낮은 온 저항(RDS(on))을 나타내어 모터 제어 회로에서 전력 손실을 최소화하고 효율성을 높입니다.
- 이러한 높은 효율성은 열 발생이 적다는 것을 의미하며, 정교한 냉각 시스템의 필요성을 줄여 MOSFET을 고전력 애플리케이션에 적합하게 만듭니다.
빠른 전환 속도 :
- MOSFET은 일반적으로 나노초 범위의 매우 빠른 스위칭 속도를 갖습니다.
- 이러한 빠른 응답 덕분에 모터의 속도와 방향을 정밀하게 제어할 수 있어 빠른 변화가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
낮은 게이트 드라이브 전력 :
- MOSFET은 켜짐 상태와 꺼짐 상태 사이를 전환하는 데 최소한의 게이트 구동 전력이 필요합니다.
- 이러한 특성은 트랜지스터를 제어하는 데 필요한 전력을 최소화하여 에너지 효율적인 모터 제어 시스템을 구현합니다.
게이트 전류가 필요하지 않음 :
- BJT와 달리 MOSFET은 온 상태를 유지하기 위해 연속적인 게이트 전류가 필요하지 않으므로 제어 회로의 전력 소비가 줄어듭니다.
- 이는 에너지 효율성이 중요한 배터리 구동 애플리케이션에 특히 유리합니다.
온도 공차 :
- MOSFET은 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있으므로 극한의 추운 환경과 더운 환경 모두에 적합합니다.
- 이 기능은 자동차 시스템, 산업 기계 등의 애플리케이션에 유용합니다.
EMI 감소 :
- MOSFET은 BJT 및 IGBT에 비해 전자기 간섭(EMI)을 덜 발생시킵니다.
- 이는 EMI가 근처의 전자 장치나 시스템을 방해할 수 있는 애플리케이션에 매우 중요합니다.

MOSFET을 이용한 모터 속도 제어 애플리케이션:

전기 자동차(EV) 및 하이브리드 자동차 :
- MOSFET은 일반적으로 전기 및 하이브리드 자동차의 모터 제어 시스템에 사용됩니다.
- 이는 전기 모터에 대한 효율적이고 정밀한 제어를 제공하여 차량 성능과 주행 거리 개선에 기여합니다.
공업 자동화 :
- 업계에서는 컨베이어 벨트, 로봇 팔 및 기타 자동화 시스템에 MOSFET 기반 모터 속도 제어가 사용됩니다.
- MOSFET의 빠른 스위칭 속도는 제조 공정에서 정밀하고 반응성이 뛰어난 제어를 보장합니다.
가전 제품 :
- MOSFET은 세탁기, 에어컨, 모터 속도 제어용 팬과 같은 가전제품에 사용됩니다.
- 효율성과 낮은 발열로 인해 에너지 효율적인 기기에 이상적입니다.
HVAC 시스템 :
- HVAC(난방, 환기 및 공조) 시스템은 팬과 압축기의 모터 속도를 제어하기 위해 MOSFET을 사용합니다.
- 이는 에너지 절약과 정확한 온도 조절에 기여합니다.
드론 추진 :
- 드론은 안정성과 기동성을 유지하기 위해 효율적인 모터 속도 제어가 필요합니다.
- MOSFET은 무게가 가볍고 효율이 높기 때문에 드론 모터 제어 회로에 선호됩니다.
컴퓨터 냉각 시스템 :
- MOSFET은 컴퓨터 냉각 팬에 사용되어 온도에 따라 팬 속도를 조정하여 소음을 최소화하면서 최적의 냉각 성능을 보장합니다.
전기 열차 및 기관차 :
- MOSFET은 속도와 방향을 효율적으로 조절하기 위해 전기 열차와 기관차의 모터 제어 시스템에 사용됩니다.
재생 에너지 시스템 :
- 풍력 터빈과 태양광 추적 시스템은 MOSFET을 사용하여 모터 속도를 제어하고 에너지 생성을 최적화합니다.

요약하면, MOSFET은 고효율, 빠른 스위칭 속도, 낮은 게이트 구동 전력 요구 사항, EMI 감소 등 모터 속도 제어에 대한 수많은 이점을 제공합니다. 이러한 장점으로 인해 전기 자동차 및 산업 자동화부터 가전제품 및 재생 에너지 시스템에 이르기까지 광범위한 응용 분야에서 선호되는 선택이 됩니다. MOSFET의 다양성과 신뢰성은 MOSFET을 현대 모터 제어 기술의 초석으로 만듭니다.