Endüstriyel Kontrol Kartı Tasarımı (2)

Kullanılacak Devre Elemanlarını Tanımaya Devam Edelim... 

Bir Mosfeti Sürmek (İletime Geçirmek)

Mosfet – Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistör

    MOSFET’li devreleri optimum şekilde tasarlayabilmek için MOSFET’in çalışma prensibini anlamak önemlidir. Aşağıdaki animasyonda MOSFET’in çalışma prensibi su borusu ile modellenmiştir. İdealde sıfır kabul edilen Gate akımı, animasyonda görüldüğü üzere Gate kapasitesi şarj olana dek sıfırdan büyüktür. Ayrıca Gate kapasitesi deşarj edilmediği sürece MOSFET iletimde kalır. Bu sebeple MOSFET’lerde gate terminali floating (yüzen) şekilde serbest bırakılmaz ve yüksek değerli (birkaç on kΩ) bir dirençle toprağa çekilir. Mosfetlerin giriş empedansı yüksek, elektrodları arasında iç kapasitansları ise çok düşüktür.

Mosfet Sürme Yöntemleri

    Doğrudan Mosfet sürücü entegresi ile sürmek en yaygın ve en basit sürüş yöntemidir. Bu yöntemle birkaç parametreye ve bunların etkisine dikkat etmemiz gerekir.

    Öncelikle, izin verilen maksimum tepe sürücü akımını öğrenmek için Mosfet sürücü entegresi kılavuzuna bakmak gerekir, çünkü farklı Mosfet sürücü entegreleri farklı sürücü kapasitesine sahiptir. İkinci olarak, şekildeki C1, C2 gibi MOSFET'in parazitik kapasitansını kontrol etmek gerekir. C1 ve C2 değerleri nispeten büyükse, MOS transistörünü açmak için gereken enerji de nispeten büyüktür. Mosfet sürücü entegresi yeterli bir tepe sürücü akımına sahip değilse, transistör daha yavaş bir hızda açılacaktır. Tahrik kabiliyeti yetersizse, yükselen kenarda yüksek frekanslı salınımlar meydana gelebilir, Şekildeki Rg azaltılsa bile sorun çözülemez! IC sürücü kapasitesi, MOSFET parazitik kapasitans, MOSFET anahtarlama hızı ve diğer faktörler de sürücü direnci seçimini etkileyebilir, bu nedenle Rg sonsuza kadar azaltılamaz.

    Bu yöntem verimli uğraştırmayan pahalı ve yer kaplayan bir yöntemdir. Genellikle yüksek güçlü uygulamalarda tercih edilir. Mosfet'in kararlı çalışmasını sağlar.

    Biz tasarlayacağımız kontrol kartı çıkış katını  24V 5 A lik yükleri sürecek şekilde dizayn edeceğiz devre maliyetlerimizi ve ısınma problemlerini göz önüne alarak çıkış katında Mosfet kullanacağız.  MCU katımızın dış dünya parazitlerinden etkilenmesini önlemek için mosfetlerimizi izoleli bir şekilde sürmek için buna uygun bir dizayn yapacağız.

    Daha önceki yazımızda anlattığımız bilgilerimizi kullanarak yukardaki devremizi dizayn ettik bu dizaynı kontrol kartımızın tasarımında kullanacağız.