MOSFETతో మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్

యొక్క అనేక అప్లికేషన్లు ఉన్నాయి MOSFET పారిశ్రామిక రంగం నుండి గృహోపకరణాల వరకు మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్, లైట్ డిమ్మింగ్, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఎలక్ట్రానిక్ సిగ్నల్‌లను యాంప్లిఫై చేయడం & మార్చడం, ఇన్వర్టర్‌గా, హై-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంప్లిఫైయర్‌గా మరియు మరెన్నో. సాధారణంగా, ఇవి వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్ట్‌ల అవసరాలకు సరిపోయేలా వివిధ పరిమాణాలలో అందుబాటులో ఉంటాయి. మేము చిన్న సిగ్నల్‌తో పెద్ద వోల్టేజ్‌లు & కరెంట్‌లను నియంత్రించాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు MOSFETలు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ కథనం MOSFET అప్లికేషన్‌లలో ఒకదానిని ఎలా డిజైన్ చేయాలి వంటి సంక్షిప్త సమాచారాన్ని అందిస్తుంది MOSFETతో మోటార్ వేగం నియంత్రణ .

MOSFETతో మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్

ఆధునిక సమాజంలో, ఎలక్ట్రిక్ మోటారుల వేగ నియంత్రణ ప్రతిచోటా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఇది వివిధ యంత్రాలకు ముఖ్యమైనది. అవసరమైన ఫంక్షన్ & ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల పనితీరు విస్తృతంగా ఉంటాయి. మేము మోటార్ యొక్క స్పీడ్ కంట్రోల్ పార్ట్‌పై దృష్టి కేంద్రీకరించినప్పుడు, స్టెప్పర్ & సర్వో మోటార్‌ల వేగ నియంత్రణను పల్స్ రైలు ద్వారా చేయవచ్చు, అయితే బ్రష్‌లెస్ DC & ఇండక్షన్ మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ DC వోల్టేజ్ లేదా బాహ్య నిరోధకంతో చేయవచ్చు. ప్రస్తుతం అనేక పరిశ్రమలలో, ఎలక్ట్రికల్ మోటార్లు అనివార్యమైన శక్తి వనరుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. కానీ, మోటారు వేగం నియంత్రణ అవసరం ఎందుకంటే ఇది యంత్రం యొక్క ఆపరేషన్, నాణ్యత & పని ఫలితాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

దీని యొక్క ప్రధాన ఉద్దేశ్యం ఒక సర్క్యూట్ రూపకల్పన DC మోటార్ వేగాన్ని నియంత్రిస్తుంది MOSFETతో. MOSFET అనేది ఒక రకమైన ట్రాన్సిస్టర్, సర్క్యూట్‌లలో వోల్టేజ్‌లను విస్తరించడానికి లేదా మార్చడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ సర్క్యూట్‌లో ఉపయోగించిన MOSFET రకం మెరుగుదల మోడ్ MOSFET, ఇది మెరుగుదల మోడ్‌లో మాత్రమే పని చేస్తుంది అంటే గేట్ టెర్మినల్‌కు వోల్టేజ్ అందించనప్పుడు ఈ ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడుతుంది & వోల్టేజ్ అందించినప్పుడల్లా అది ఆన్ చేయబడుతుంది. కాబట్టి DC మోటారును నియంత్రించడానికి స్విచ్ వలె ఉపయోగించడానికి ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఆదర్శంగా చేస్తుంది.

DC మోటార్ రోబోట్‌లు, ఉపకరణాలు, బొమ్మలు మొదలైన వివిధ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి చాలా DC మోటార్ అప్లికేషన్‌లలో, మోటార్ వేగం & దిశ నియంత్రణ అవసరం. MOSFETతో ఒక సాధారణ DC మోటార్ కంట్రోలర్‌ను ఎలా డిజైన్ చేయాలో ఇక్కడ మేము వివరించబోతున్నాము.

అవసరమైన భాగాలు:

ఈ DC మోటార్ కంట్రోలర్‌ను తయారు చేయడానికి అవసరమైన భాగాలలో 12V బ్యాటరీ, 100K ఉన్నాయి పొటెన్షియోమీటర్ , IRF540N E-MOSFET, ఒక DC మోటార్ మరియు ఒక స్విచ్.

కనెక్షన్లు:

ఈ DC మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ యొక్క కనెక్షన్‌లు IRF540N EMOSFET అనుసరించండి;

IRF540 E-MOSFET గేట్ టెర్మినల్ పొటెన్షియోమీటర్‌కి అనుసంధానించబడి ఉంది, సోర్స్ టెర్మినల్ మోటారు యొక్క పాజిటివ్ వైర్‌కి కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు MOSFET యొక్క డ్రెయిన్ టెర్మినల్ స్విచ్ ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.

మోటారు నెగటివ్ వైర్ బ్యాటరీ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.

పొటెన్షియోమీటర్ అవుట్‌పుట్ టెర్మినల్ MOSFET యొక్క గేట్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది, GND మోటారు యొక్క నెగటివ్ వైర్ ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు VCC పిన్ MOSFET యొక్క డ్రెయిన్ టెర్మినల్ ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. మరియు మారండి.

పని చేస్తోంది

స్విచ్ 'S' మూసివేయబడిన తర్వాత MOSFET గేట్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ సరఫరా డ్రెయిన్ (D) టెర్మినల్ నుండి మూలం (S)కి కరెంట్ సరఫరాను కలిగిస్తుంది. ఆ తర్వాత DC మోటారు అంతటా కరెంట్ ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది & మోటారు తిరగడం ప్రారంభమవుతుంది. DC మోటారుకు సరఫరా చేయబడిన కరెంట్ మొత్తాన్ని కేవలం పొటెన్షియోమీటర్‌ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, ఆ తర్వాత అది MOSFET యొక్క గేట్ టెర్మినల్ వద్ద అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను మారుస్తుంది. కాబట్టి మనం MOSFETలోని గేట్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్‌ని నియంత్రించడం ద్వారా DC మోటార్ వేగాన్ని నియంత్రించవచ్చు. DC మోటార్ వేగాన్ని పెంచడానికి, మేము MOSFET యొక్క గేట్ టెర్మినల్ వద్ద అప్లైడ్ వోల్టేజ్‌ని పెంచాలి.

ఇక్కడ, IRF540N MOSFET-ఆధారిత DC మోటార్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ వేగాన్ని నియంత్రించడానికి రూపొందించబడింది మోటార్ . MOSFET & పొటెన్షియోమీటర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడం చాలా సులభం. MOSFET యొక్క గేట్ టెర్మినల్ వద్ద అప్లైడ్ వోల్టేజీని నియంత్రించడం ద్వారా మనం మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించవచ్చు.

మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ కోసం MOSFETల ప్రయోజనాలు:

మోటారు స్పీడ్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లలో ట్రాన్సిస్టర్‌లు ప్రాథమిక పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు MOSFETలు (మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు) తరచుగా ఇతర రకాలైన BJTలు (బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు) మరియు IGBTలు (ఇన్సులేటెడ్ గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు) వంటి ఇతర రకాల ట్రాన్సిస్టర్‌ల కంటే అనుకూలంగా ఉంటాయి. . ఈ కథనంలో, ఇతర ట్రాన్సిస్టర్‌లపై మోటారు వేగ నియంత్రణ కోసం MOSFETలను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు మరియు అప్లికేషన్‌లను మేము విశ్లేషిస్తాము.

• అధిక సామర్థ్యం :
  • MOSFETలు చాలా తక్కువ ఆన్-రెసిస్టెన్స్ (RDS(ఆన్)) ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది మోటార్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లలో కనిష్ట శక్తి వెదజల్లడానికి మరియు అధిక సామర్థ్యానికి దారి తీస్తుంది.
  • ఈ అధిక సామర్థ్యం అంటే తక్కువ వేడిని ఉత్పత్తి చేయడం, విస్తృతమైన శీతలీకరణ వ్యవస్థల అవసరాన్ని తగ్గించడం, అధిక-శక్తి అనువర్తనాలకు MOSFETలను అనుకూలంగా మార్చడం.
• ఫాస్ట్ స్విచింగ్ స్పీడ్ :
  • MOSFETలు చాలా వేగంగా మారే వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి, సాధారణంగా నానోసెకండ్ పరిధిలో ఉంటాయి.
  • ఈ శీఘ్ర ప్రతిస్పందన మోటారు వేగం మరియు దిశపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, వేగవంతమైన మార్పులు అవసరమయ్యే అనువర్తనాలకు వాటిని అనుకూలంగా చేస్తుంది.
• తక్కువ గేట్ డ్రైవ్ పవర్ :
  • MOSFETలకు వాటి ఆన్ మరియు ఆఫ్ స్టేట్‌ల మధ్య మారడానికి కనీస గేట్ డ్రైవ్ పవర్ అవసరం.
  • ఈ లక్షణం ట్రాన్సిస్టర్‌ను నియంత్రించడానికి అవసరమైన శక్తిని తగ్గిస్తుంది, ఫలితంగా శక్తి-సమర్థవంతమైన మోటార్ నియంత్రణ వ్యవస్థలు ఏర్పడతాయి.
• గేట్ కరెంట్ అవసరం లేదు :
  • BJTల వలె కాకుండా, MOSFETలు వాటి ఆన్-స్టేట్‌లో ఉండటానికి నిరంతర గేట్ కరెంట్ అవసరం లేదు, ఇది కంట్రోల్ సర్క్యూట్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తుంది.
  • శక్తి సామర్థ్యం కీలకమైన బ్యాటరీ-ఆధారిత అనువర్తనాల్లో ఇది ప్రత్యేకంగా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.
• ఉష్ణోగ్రత సహనం :
  • MOSFET లు విస్తారమైన ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో పనిచేయగలవు, ఇవి విపరీతమైన చలి మరియు వేడి వాతావరణం రెండింటికీ అనుకూలంగా ఉంటాయి.
  • ఆటోమోటివ్ సిస్టమ్స్ మరియు ఇండస్ట్రియల్ మెషినరీ వంటి అప్లికేషన్లలో ఈ ఫీచర్ విలువైనది.
• తగ్గిన EMI :
  • BJTలు మరియు IGBTలతో పోలిస్తే MOSFETలు తక్కువ విద్యుదయస్కాంత జోక్యాన్ని (EMI) ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
  • సమీపంలోని ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు లేదా సిస్టమ్‌లతో EMI జోక్యం చేసుకునే అప్లికేషన్‌లలో ఇది చాలా కీలకం.

MOSFETలతో మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ అప్లికేషన్‌లు:

• ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు (EVలు) మరియు హైబ్రిడ్ వాహనాలు :
  • MOSFETలు సాధారణంగా ఎలక్ట్రిక్ మరియు హైబ్రిడ్ వాహనాల మోటారు నియంత్రణ వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడతాయి.
  • వారు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లపై సమర్థవంతమైన మరియు ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అందిస్తారు, మెరుగైన వాహన పనితీరు మరియు పరిధికి దోహదపడతారు.
• పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ :
  • పరిశ్రమలలో, కన్వేయర్ బెల్ట్‌లు, రోబోటిక్ ఆయుధాలు మరియు ఇతర ఆటోమేటెడ్ సిస్టమ్‌ల కోసం MOSFET-ఆధారిత మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ ఉపయోగించబడుతుంది.
  • MOSFETల వేగవంతమైన స్విచింగ్ వేగం తయారీ ప్రక్రియలలో ఖచ్చితమైన మరియు ప్రతిస్పందించే నియంత్రణను నిర్ధారిస్తుంది.
• గృహోపకరణాలు :
  • మోటారు వేగ నియంత్రణ కోసం వాషింగ్ మెషీన్లు, ఎయిర్ కండిషనర్లు మరియు ఫ్యాన్‌లు వంటి గృహోపకరణాలలో MOSFETలు కనిపిస్తాయి.
  • వాటి సామర్థ్యం మరియు తక్కువ ఉష్ణ ఉత్పత్తి శక్తి-సమర్థవంతమైన ఉపకరణాలకు వాటిని ఆదర్శంగా మారుస్తుంది.
• HVAC సిస్టమ్స్ :
  • హీటింగ్, వెంటిలేషన్ మరియు ఎయిర్ కండిషనింగ్ (HVAC) సిస్టమ్‌లు ఫ్యాన్‌లు మరియు కంప్రెసర్‌లలో మోటార్‌ల వేగాన్ని నియంత్రించడానికి MOSFETలను ఉపయోగిస్తాయి.
  • ఇది శక్తి పొదుపు మరియు ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణకు దోహదం చేస్తుంది.
• డ్రోన్ ప్రొపల్షన్ :
  • స్థిరత్వం మరియు యుక్తిని నిర్వహించడానికి డ్రోన్‌లకు సమర్థవంతమైన మోటారు వేగ నియంత్రణ అవసరం.
  • తక్కువ బరువు మరియు అధిక సామర్థ్యం కారణంగా డ్రోన్ మోటార్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లలో MOSFETలకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.
• కంప్యూటర్ కూలింగ్ సిస్టమ్స్ :
  • ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా ఫ్యాన్ వేగాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి కంప్యూటర్ కూలింగ్ ఫ్యాన్‌లలో MOSFETలు ఉపయోగించబడతాయి, తక్కువ శబ్దంతో సరైన శీతలీకరణ పనితీరును నిర్ధారిస్తుంది.
• ఎలక్ట్రిక్ రైళ్లు మరియు లోకోమోటివ్‌లు :
  • వేగం మరియు దిశను సమర్ధవంతంగా నియంత్రించడానికి ఎలక్ట్రిక్ రైళ్లు మరియు లోకోమోటివ్‌ల మోటార్ నియంత్రణ వ్యవస్థలలో MOSFETలు ఉపయోగించబడతాయి.
• పునరుత్పాదక శక్తి వ్యవస్థలు :
  • విండ్ టర్బైన్‌లు మరియు సౌర ట్రాకింగ్ సిస్టమ్‌లు మోటార్ల వేగాన్ని నియంత్రించడానికి, శక్తి ఉత్పత్తిని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి MOSFETలను ఉపయోగిస్తాయి.

సారాంశంలో, మోటారు వేగం నియంత్రణ కోసం MOSFETలు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి, వీటిలో అధిక సామర్థ్యం, ​​వేగవంతమైన స్విచింగ్ వేగం, తక్కువ గేట్ డ్రైవ్ పవర్ అవసరాలు మరియు తగ్గిన EMI ఉన్నాయి. ఈ ప్రయోజనాలు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు ఇండస్ట్రియల్ ఆటోమేషన్ నుండి గృహోపకరణాలు మరియు పునరుత్పాదక ఇంధన వ్యవస్థల వరకు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాల్లో వాటిని ఇష్టపడే ఎంపికగా చేస్తాయి. MOSFETల యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు విశ్వసనీయత వాటిని ఆధునిక మోటార్ నియంత్రణ సాంకేతికతకు మూలస్తంభంగా చేస్తాయి.