1.TEMEL MOSFET SÜRME TEKNİKLERİ
1.1 GİRİŞ
Hepimiz elektriksel anahtarlardan haberdarız. Evimizde, arabamızda, televizyonumuzda her yerde karşılaşıyoruz mekanık elektronik anahtarlarla. Bu çevremizde dokunarak kullandığımız anahtarların icadı eskiye dayanır. Bu anahtarları kullanmak için bizzat kendimiz dokunarak açma ve kapama işlemini yaparız. İlkel anahtarların hepsi açma kapama için bir insana ihtiyaç duyarlardı. Taaki röleler bulunana kadar. Röleler açma kapama için insana ihtiyaç duymayan, elektrik enerjisiyle çalışan gelişmiş anahtarlardı ve halen sıklıkla kullanılmakta. Rölelerden sonra gelişmiş anahtar arayışının devam etmesinin sebebi ise; rölelerin açma kapama sürelerinin yüksek olması ve yüksek akım ve gerilim çekmeleri idi. Bu arayış yakın tarihimizde meyvesini verecek ve teknolojinin hızla ilerlemesini sağlayacaktı. Ve transistörler bulundu. Transistörler çok küçük sinyallerle tetikleniyor ve anahtarlama yapıyorlardı ve rölelerden ve insanlardan daha hızlı bir şekilde anahtarlama yapabiliyorlardı. Ancak transistörler yüksek güç uygulamalarına uygun değildi. Yüksek güc yüksek akım yüksek gerilim ve yüksek ısı demekti. Bu koşullara uygun mosfetler keşfedildi. Mosfetler kapalıyken iç dirençleri çok yüksektir. Kapalı bir mosfeti çok büyük bir direnç gibi düşünerek matemetik devre işlemleri yapabilirsiniz. Açık oldukların da ise iç dirençleri çok küçüktür, Mosfetler açık olduklarında, düz tel bağlanmış gibi düşünülebilir. Mosfet kullanırken, gate voltajını iç direncinin ne olacağını ve mosfetten geçecek akımın ne olacağını hesaplayarak istediğimiz anahtarlama olaylarını sağlayabiliriz. Yazının devamında H-Köprüsü ile motor sürmeyi ayrıntılı inceleyerek, motora dokunmadan motorun yönünü ve hızını insansız anahtarlama elemanı mosfetlerle sağlayacağız.
1.2 P-KANAL MOSFET SÜRME
P-Kanal mosfetler negatif gerilimle tetiklenirler. Negatif gerilim yerine 0 volt da kullanılabilir. P -Kanal mosfet sürmek için örnek şekil 1.1 de gösterilmiştir. Şemadaki devre 10k direnç BC630 transistör, İRF9540N P-Kanal mosfet , 12V gerilim, yük olarak iç direnci 9.2 ohm bir dc motor kullanılmıştır.
şekil 1.1
kontrol sinyali transistörün base ucuna uygulanmakta böylece P-Kanal Mosfet gate ucunda 0V civarında bir gerilim okunacaktır. Vgs gerilimini bulmak istersek
Vgs = Vg -Vs
Vg = 0V
Vs =12V
o halde Vgs gerilimi -12V olacaktır. buda P-Kanal mosfetin açıldığını iç direncinin çok küçük 0.4 ohm civarında bir değer aldığını gösterir.
Mosfet artık küçük dirençli bir teldir ve source ucundaki gerilim yük direncinde görülür. Cihaz ya da yük çalışmaya hazırdır.
ÖNEMLİ
Mosfet iç direnci çok küçüldüğü için drain ucu direkt graund(toprak) da bağlanmamalıdır, bu kısa devre anlamına gelir ve mosfet kullanılmaz hale gelir. Mosfetin source ucunda 24 volt olduğunu düşünürsek hiç bir yük bağlamadan mosfet akımının 24V / 0.4 ohm dan 60 amper olacağını hesaplayabiliriz.
1.3 N -KANAL MOSFET SÜRME
N-Kanal mosfetler gate source geriliminin pozitif olduğu durumlarda açıktır, iç direnci düşüktür, yani tel gibi davranır. Bu nu şekil 1.2 de şematik olarak görelim. PWM sinyalini 0-5V aralığında değiştirerek motorun hızını arttırıp azaltabiliyoruz.
Şemadaki devre gerçek ortamda İRFZ44 mosfet, 10k direnç, 12V gerilim, iç direnci 9.2 olan 12V bir DC motor kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca PWM sinyali pic mikrodenetleyici ille sağlanmış olup 2kHz frekansa sahiptir.
şekil 1.2
1.4 MOSFET SEÇİMİNİ NEYE GÖRE YAPMALIYIM
Bölüm 1.1 de bahsedilen hususlara da göz atarak süreceğimiz cihazın, motorun vs. iç direncini ölçüyoruz çektiği maksimım akım değerlerini datasheetlerden veya kendimiz ölçerek not alıyoruz. (Kullanılan gerilim / direnç) ifadesini kullanarak çekeceğimiz akım hakkında bilgi sahibi oluyoruz. Bu gerilim ve akım koşullarını sağlayacak mosfeti datasheet leri inceleyerek seçiyoruz . Örneğin şekil 1.2 de motorun iç direnci 9.2 ohm ve mosfetin sürüldüğü gerilim 12V idi şimdi Mosfetten geçecek maxsimum akımı bulalım. 12V / 9.2 ohm = 1.3 amper bu akım motoru elimizle durdurduğumuzda göreceğimiz akımdır. Ancak deneyde kullanılan güç kaynağı 12V 1A olduğu için maxsimum 1.0 amper değeri ölçüldü. Buradan anlaşılacağı üzere kullanılan güç kaynağının özellikleri yapılan uygulamalarda göz önüne alınmalıdır.
H- köprüsü şema ve anlatımı ilerleyen haftalarda paylaşacağım........
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder