Low-Side-MOSFET: Strom scheint begrenzt

Ich versuche, einen MOSFET, einen N-Kanal (insbesondere IRLB8721PbF ), mit einem von einem AVR gesteuerten Gate zu verwenden, um einen Raspberry Pi (über GPIO gespeist) ein- und auszuschalten. Ich verwende ihn auf der niedrigen Seite. (Beide teilen sich dieselbe +5-V-Schiene).

Wenn ich die Stromaufnahme des Raspberry Pi messe, scheint sie begrenzt zu sein und funktioniert nicht richtig.

Auf diesem MOSFET:

  • Gate: Zum digitalen AVR-Pin (und mit einem 10k-Widerstand auf Low gezogen)
  • Drain: Zum Raspberry Pi GPIO Ground
  • Quelle: An GND

Meine 5 V von meinem Netzteil gehen natürlich direkt an den Raspberry Pi GPIO 5 V.

Als eine Art Versuchssteuerung: Ich versorge den Raspberry Pi einfach direkt aus meinem Netzteil 5 V/Masse. Ich messe den Strom, den der Raspberry Pi durch 5 V mit einem Multimeter zieht, und während des Einschaltens schwankt er von 0,15 A (bis zu etwa 0,45 A) und pendelt sich bei etwa 0,35 A ein.

Wenn ich jedoch messe, wie viel Strom der Raspberry Pi zieht, wenn er an den MOSFET angeschlossen ist, und wenn ich das Gate einschalte, scheint der Strom begrenzt zu sein und er erreicht etwa 0,30 A (ca.) und wird nie höher, und das Raspberry Pi scheint nie vollständig hochzufahren.

Ich bin neugierig, ob ich hier etwas vermisse, wenn ich versuche, dies einzuschalten. Es ist in der Tat ein MOSFET mit Logikpegel, aber als Experiment habe ich versucht, den MOSFET mit einem Tischnetzteil mit unterschiedlichen Spannungen zu versorgen - aber keine merkliche Änderung durch Verwendung von mehr Spannung (bis zu 10 VI versucht).

Zugegeben, ich bin eher ein Programmierer und Elektroniker – daher schätze ich jeden Input und jede Beratung in der Elektroniktechnik, aber pragmatische Lösungen werden am meisten geschätzt. Ich bin nur so verwirrt, dass der MOSFET für bis zu 60 A ausgelegt sein sollte, und ich hätte gedacht, dass ich durch das Anlegen einer Spannung mit Logikpegel mehr Strom durch den MOSFET ziehen könnte.

Hier ist ein Diagramm der Schaltung (bitte beachten Sie: Ich kann diese Situation ohne den Mikrocontroller überhaupt und nur mit dem Raspberry Pi + Bench Power + MOSFET wie abgebildet nachstellen). Beachten Sie, dass in dieser Darstellung die GPIO-Verbindung des Raspberry Pi vereinfacht ist und in diesem Diagramm Pin 1 auf dem Jumper = 5 V und Pin 2 = GND ist.

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Update: Es stellt sich heraus, dass der Spannungsabfall am MOSFET ausreicht, um den Raspberry Pi fit zu machen. Ein Freund von mir hat im Datenblatt darauf hingewiesen, und hier ist ein Screenshot des genauen Diagramms, das zeigt, wo ungefähr 0,15 V abfallen, was an Source und Drain gemessen werden kann (wie bereits erwähnt! große Augen Jungs, ich wirklich schätzen). Ich habe mich entschieden, stattdessen ein Relais zu verwenden.

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Was messen VGS und VDS?
Könnten Sie bitte einen Schaltplan oder, falls nicht, eine handgezeichnete Anschlussskizze erstellen, was an was und mit welchen Spannungen angeschlossen ist?
Welche Gate-Spannung erhält der MOSFET, um die Himbeere mit Strom zu versorgen?
@AnindoGhosh - Diagramm hinzugefügt, guter Vorschlag.
@IgnacioVazquez-Abrams - Vgs (ist das die Spannung am Gate? Ich nehme an) beträgt im geposteten Diagramm 5,1 V (nur mit Bankleistung, ohne Mikro), vom Mikro sind es realistischer 4,3 V. Wie messe ich Vds? Es ist auf der niedrigen Seite, sollte es nicht null sein? Ich würde gerne lernen.
Ihre Frage scheint falsch (oder richtig) zu sein. In jedem Fall scheinen die Dinge, die Sie getan haben, gut zu sein, aber die Ergebnisse, die Sie sehen, sind es nicht. Ich vermute, dass etwas außerhalb des Geltungsbereichs Ihres Q nicht stimmt. Zum Beispiel haben Sie einige Pinbelegungen verwechselt oder eine Verbindung falsch oder der MOSFET, den Sie haben, ist schlecht usw. Ich bezweifle auch die Nützlichkeit der Verwendung eines Low-Side-Schalters am PI, aber das ist noch mehr Off-Topic.
@DavidKessner – es könnte die falsche Frage sein! Was ich wirklich brauche, ist eine logisch gesteuerte Möglichkeit, den Raspberry Pi ein- und auszuschalten (daher mache ich es mit einem Mikro). Dies ist möglicherweise der falsche Ansatz. Für das, was es wert ist, ich kann es mit einem Relais machen, schien nur ... übertrieben zu sein. Auch diese Schaltung wurde zweimal überprüft (und immer wieder) und kann damit auch etwas Harmloseres wie eine LED mit Strom versorgen.
@dougBTV Ja, das sind die Arten von Problemen, an denen man Stunden/Tage arbeiten kann, und dann ist es etwas super Einfaches und man kommt sich dumm vor. Ich war schon hunderte Male dort. Du wirst dich daran gewöhnen. :)
Ich frage mich, ob 4,3 V am Gate wirklich ausreichen. Könnten Sie versuchen, das NMOS-Gate auf 9 V hochzuziehen, um zu sehen, ob das hilft? In diesem Fall müssen Sie möglicherweise einen anderen Transistor auswählen. Der von Ihnen verwendete spezifiziert eine Vt von 2,5 V, aber das gilt für einen Drain-Strom von nur 25 uA.

Antworten (1)

Vielleicht hat Ihre Bankversorgung nicht genug Strom. Wenn Sie Ihre Tischversorgung verwenden, um den Raspberry Pi direkt mit Strom zu versorgen, wird er dann richtig mit Strom versorgt? Wenn Sie den Arduino auch gleichzeitig mit Strom versorgen, funktionieren beide? Das RPi benötigt etwa 700 mA mit Grafik und Ethernet und das Arduino je nach Last zwischen 20 und 200 mA.

Wenn nicht, dann haben Sie meiner Meinung nach etwas falsch verdrahtet - entweder die IRLB8721 (was meiner Meinung nach ein großartiger N-Kanal-FET ist!) Source / Drain (oder sogar Gate) verwechselt oder die Arduino-Pinbelegung verwechselt. Oder haben Sie vielleicht vergessen, den Arduino-Pin als Ausgang zu konfigurieren? Standardmäßig sind Arduino-Pins Eingänge, und wenn Sie mit digitalWrite() auf sie "schreiben", schalten Sie einen sehr schwachen Pull-up (ca. 20-40 kOhm) ein, sodass es "scheinen" kann, ein Ausgang zu sein.

Verwenden Sie ein Oszilloskop oder Multimeter, um jede Spannung zu prüfen, während der Stromkreis tatsächlich läuft, und melden Sie sich!

Sieht so aus, als hättest du Recht auf das Geld. Ich hatte einen Freund, der ein EE ist, der sich meine Arbeit angesehen hat, und er hat es sofort verstanden. Die Spannung an Source/Drain beträgt ca. 0,15 V – was gerade ausreicht, um eine Fehlfunktion des Himbeer-Pi zu verursachen. Er wies auch darauf hin, wo sich das Problem im Datenblatt befindet (von dem ich in der ursprünglichen Frage ein Bild hinzufügen werde). Großes Auge darauf, ich schätze es.
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