Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью Pmos

Выбранный вами p-канальный МОП-транзистор имеет сопротивление во включенном состоянии около 0,4 Ом. Если ток вашего двигателя составляет, скажем, 4 ампера, рассеиваемая мощность составит 6,4 Вт. Вполне вероятно, что вам следует выбрать MOSFET с более низким сопротивлением во включенном состоянии или использовать радиатор.

У вас также есть перевернутый MOSFET на вашей схеме, но я подозреваю, что это просто диаграммная ошибка.

Пиковый ток вашего двигателя может быть намного выше, чем 1 ампер, который вы указываете при управлении механической нагрузкой. Кроме того, если ваша частота ШИМ слишком высока, ваш двигатель может создавать значительную дополнительную нагрузку, которую вы можете не учитывать.

Вы не указали обратный диод, и плохой выбор здесь может означать больший ток. Например, диод 1N400x имеет очень малое время обратного восстановления, составляющее около 30 мкс — другими словами, это время требуется для возврата от прямой проводимости (обратного хода) к обратному блокированию.

Возможно, вам придется учитывать следующее:

1. Используйте другой P-MOSFET с меньшим$R_{DS(on)}$и лучшее тепловое поведение. FQP7P06 имеет сопротивление в открытом состоянии 0,4 Ом и тепловое сопротивление переход-приемник 3,75 ºC/Вт. Вместо этого рассмотрим IRF4905 с номинальным сопротивлением в открытом состоянии 0,02 мОм и тепловым сопротивлением переход-приемник 1,25 ºC/Вт. Кроме того, используйте правильный радиатор, чтобы в полной мере воспользоваться более низкими характеристиками перехода к радиатору.

2. Используйте двухтактную топологию для драйвера затвора MOSFET. Это уменьшит время, которое MOSFET проводит в омической области при выключении. В то время как в омической области он рассеивает большую мощность, что усугубляет другие проблемы (высокий$R_{DS(on)}$, высокое тепловое сопротивление переход-раковина и др.). Прямо сейчас, когда входной сигнал ШИМ становится низким, конденсатор на затворе MOSFET должен заряжаться +15 В через резистор 500 Ом, что может привести к слишком медленному RC.

3. Как сказал Энди Ака, обратноходовой диод с медленным восстановлением также может усугубить проблему. Выбор подходящего обратноходового диода здесь не является тривиальным вопросом: он будет зависеть от вашей частоты ШИМ и поведения при переключении всех других компонентов в цепи (включая двигатель). Имея эту информацию на руках, вам придется принять во внимание:

   • Время восстановления -> должно быть совместимо с вашей частотой ШИМ.
   • Пиковый ток -> должен быть совместим с реактивной энергией, запасенной в двигателе.
   • Средний ток -> должен быть совместим с пиковым током и частотой ШИМ.

Проверьте, подходит ли вам 1N5818 .