Mosfet-Gate mit einem npn bjt fahren

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Heute habe ich ein LED-Dimmerprodukt gesehen. Die Antriebsschaltung war wie im Schaltplan. Es war billig, aber die Schaltung sieht für mich ineffizient aus. Wenn der bjt nicht leitet, zieht R1 das Gate hoch und der Mosfet beginnt zu leiten, das ist in Ordnung. aber wenn der bjt leitet (hohes signal auf gpio), schließt bjt das gate gegen gnd kurz. das ist eigentlich eine häufig verwendete Schaltung. aber eine große Menge Strom (12 V / 150 = 80 mA) fließt durch den Gnd auf R1. Ist es für ein kommerzielles Produkt in Ordnung?

Die PWM-Frequenz wird auf dem Oszilloskop als 500 Hz angezeigt. Wenn sie R1 erhöhen, wird die Anstiegszeit des Mosfets offensichtlich sehr hoch und die Schaltverluste nehmen dramatisch zu. Sie behaupten, dass dieses Produkt bis zu 20 Ampere verarbeiten kann (natürlich gibt es einen Kühlkörper am Mosfet).

Die Frage ist also, gibt es eine effiziente Lösung, um ein Gate ohne Gate-Treiber anzusteuern? Ist es der richtige Weg, einen Mosfet zu fahren?

Ich habe das Produktdokument nicht, aber hier sind bjt und mosfet .

R2 ist 1k Ohm, das ist mein Fehler.
Woher kommt dieser 150-Ohm-Wert? Sie sagen, R1 ist 1k, dies sollte 12 mA Stromaufnahme haben, wenn der bjt gesättigt ist.
Mods haben die Schaltung bearbeitet. ursprünglich R1 150 Ohm R2 1k Ohm Entschuldigung für Fehler.
@Shadetheartist Ja, ich habe das Diagramm falsch bearbeitet. Sollte jetzt in Ordnung sein.
In dieser Schaltung scheint es bei eingeschaltetem M1 nichts zu geben, um den Strom in der LED auf einen sicheren Wert zu begrenzen, außer der Strombegrenzung der Stromversorgung oder den Rds von M1. Vielleicht gibt es in der realen Schaltung etwas anderes. Dies unterstützt jedoch weiter die Idee, dass diese Schaltung suboptimal ist (oder optimiert wurde, um vor allem die Kosten zu senken).
im eigentlichen Kreislauf ist m1 Open Drain. Sie können LED-Streifen daran anschließen. Sie haben einen Strombegrenzungswiderstand eingebaut.

Antworten (2)

Für ein oder zwei Cent mehr können Sie den MOSFET mit einer Gegentaktschaltung ansteuern.

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

In dieser Schaltung verschieben (und invertieren) Q1 und R1 den Eingang, um Q2 und Q3 zu treiben, die als komplementäre Emitterfolger verbunden sind. Der Spitzeneinschaltstrom wird durch Q3 hFE und R1 begrenzt. Wenn also R1 (sagen wir) 4,7 K beträgt, beträgt der Strom Hunderte von mA.

Was die Schaltung betrifft, die Sie haben, wenn Sie einen relativ hohen Laststrom haben, können die 150 Ohm jedoch als vertretbar angesehen werden. Wenn der MOSFET jedoch die meiste Zeit „aus“ ist, verschwendet er möglicherweise erheblich Strom. Denken Sie daran, dass der Ingenieur, der es entworfen hat, wahrscheinlich mehr daran interessiert war, seinen Job zu behalten, als die Schaltung ein bisschen besser zu machen - die Kosten für diese Teile könnten sein oder ihr Gehalt decken.

Die Transistoren müssen zwei Dinge tun - die relativ große Gate-Ladung des MOSFET treiben und möglicherweise den Eingang pegelverschieben, wenn er kleiner als Vdd ist. Wenn der Dimmerausgang direkt von einem Chip wie dem LM555 mit 12 V käme, wäre keine Treiberschaltung erforderlich.

ziemlich klar. Danke!

Wer auch immer diese Schaltung entworfen hat, hat einige Anfängerfehler gemacht, indem er den Serienwiderstand und die Verlustleistung von R1 ignoriert hat. — Nehmen wir an, die LED ist ein Streifen mit Strombegrenzungswiderständen, die für 12 V geeignet sind.

Die Eingangskapazität von M1 Ciss = 1470 pF und R1 = 130 Ohm führt zu einem leistungshungrigen Strom und einer unnötig schnellen Zeitkonstante = RC = 1,9 us.

Wenn man bedenkt, dass Tau 60 % von Vcc beträgt und der Bereich von Vgs von Ic = „aus bis an“ hier nur etwa 15 % beträgt, was die Übergangszeit weiter verkürzt.

Es gibt eine Faustregel für die Kaskadierung von Strompuffern durch Strom- oder Impedanzverstärkungen von typ = 1000 für FETs und 50 für BJTs

Empfehlung

Diese werden üblicherweise zu 5 Stück für 8 $ online verkauft.

Mosfet-Gate mit einem npn bjt fahren
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