Accionamiento de un motor de corriente continua mediante un único MOSFET, ¿por qué el motor gira sin aplicar una tensión de puerta?

Question

El arduino acciona la puerta del mosfet (irf540n) sin problemas (lo he probado con un led + una resistencia de 100 ohmios) y ahora quiero accionar un pequeño motor de corriente continua sin escobillas. He conectado todo correctamente pero no funciona del todo como quiero.

Se supone que el drenaje y la fuente no están conectados si no hay tensión de puerta aplicada y, por lo tanto, el motor no debería girar, pero lo hace (lo he conectado correctamente, sólo la forma estándar que se encuentra en todo el Internet).

Cuando el voltaje de la puerta se hace alto por el arduino el motor gira un poco más rápido.

Mi pregunta es la siguiente: ¿por qué el motor gira cuando no hay tensión de puerta aplicada?

La diferencia con el esquema anterior es: - No hay diodo - El mosfet es irf540n - El motor es impulsado por 9V

Aparte de eso, la configuración es la misma (se conecta la tierra del arduino al lado - de la batería de 9v, el lado - de la batería se conecta a la fuente y el lado + de la batería se conecta a un terminal del motor de corriente continua mientras que el otro terminal del motor de corriente continua se conecta al drenaje)

EDIT: He conseguido que funcione cuando lo he vuelto a intentar (usando otro MOSFET irf540n). El diodo en paralelo con el motor de corriente continua es efectivamente una buena cosa. La colocación de una resistencia como ustedes dijeron también es necesario de hecho para que la capacidad del MOSFET es capaz de descargar creo. Por cierto, la mezcla de drenaje y fuente no es un gran problema, ¿verdad? Gracias a todos.

Answer 1

Al decir "no se aplica voltaje a la puerta", asumo que no la estás manejando - está desconectada, o conectada a una alta impedancia como un pin de entrada.

La puerta de un MOSFET tiene una impedancia extremadamente alta -de cientos de megaohmios a gigaohmios- y, por lo tanto, se necesita muy poca corriente para cambiar la tensión en ella. Los campos electromagnéticos del entorno pueden afectarlo fácilmente, y sin nada conectado el voltaje puede fluctuar y tomar casi cualquier valor. En tu caso es probable que esté por encima del umbral de tensión Vgs, encendiendo el MOSFET.

Por este motivo, siempre debes tener una resistencia de pullup o pulldown en la puerta de tu MOSFET si hay alguna posibilidad de que quede sin accionar.

Answer 2

Necesitas una resistencia pull down en el pin que acciona la puerta. Mira la resistencia de 10K en las imágenes de abajo:

Cito a KyranF:

La resistencia mantiene la puerta baja cuando el arduino no envía una señal alta señal alta. Esto es aquí en caso de que el arduino se afloje, o el cableado es cableado está mal, se pondrá por defecto en off. No quieres que este pin esté nunca flotante, ya que se activará y desactivará.

Los MOSFETs flotantes son malos, y como el control de "encendido" del FET es esencialmente un condensador con muy baja capacitancia, es bastante fácil que flote y se encienda solo.

Esta situación sólo se producirá realmente en tu programa de arduino si si haces que el pin de salida sea una Entrada por error, o durante los estados de apagado/encendido/reinicio. El ATMEGA328P en el Uno hace que todos sus pines pines pasen a un estado de alta impedancia durante el ciclo de oportunidad para que la puerta de ese FET flote en alto.

La resistencia asegura que siempre hay un estado conocido, y sólo una salida activa salida HIGH del Arduino hará que se encienda realmente.

Para su tercera pregunta, las puertas del MOSFET sólo "utilizan" la corriente durante un breve tiempo durante el periodo de encendido, para cargar el condensador de la puerta. El máximo de salida de 40mA por pin del Arduino no va a ser un problema. 40mA de salida máxima por pin no va a ser un problema. Sería un problema si el FET fuera un transistor BJT en su lugar, ya que esos constantemente la corriente en la base con el fin de operar. Los MOSFETs funcionan de forma diferente, y no consumen corriente para que estén "encendidos" constantemente.

Poner una resistencia de 10K ohmios también es demasiado alto en general, ralentizará ralentizará el tiempo ON/OFF del FET considerablemente, y causará grandes pérdidas de conmutación si usted está haciendo cualquier frecuencia razonable PWM. Utilice algo así como 100 ohmios si quieres poner una resistencia allí. Poner una resistencia puede no ser necesario para un MOSFET, pero se recomienda para reducir la posibilidad de retroalimentación inductiva en el microcontrolador y otras formas de negocios sucios relacionados con la conmutación una carga inductiva como un motor.

¡¡¡¡Añade el diodo como protección flyback o vas a tener que añadir un nuevo MOSFET + diodo muy pronto!!!!

Answer 3

Mi amigo, usted está 100% frente a un fallo del MOSFET. No creo que sea un problema de cableado. Puedes comprobar fácilmente tu MOSFET con el DMM. Solo ponlo en el modo Diodo y mira si se acelera al colocar sus pines en el drenaje y la fuente. Entonces se acortan debido a la corriente de retorno que viene del motor cuando se apaga y sin embargo gira... y esta es exactamente la función del Diodo que subestimaste...