Sind die ausgewählten Werte für R1 und C1 angemessen?

Kann jemand mit der Schaltung und speziell der Auswahl der Werte für helfen R 1 Und C 1 ?

SchemaIch habe versucht, einen p-Kanal-basierten MOSFET-1A-Schalter für MCU basierend auf OnSemi AND9093 unter Verwendung von MOSFETS in Lastschalteranwendungen zu erstellen .

Nach dem Lesen des Anwendungshinweises wurden die folgenden Entscheidungen getroffen:

  • R 1 ist 5 k Ω um den Strom durch Q1 auf ~1mA bei +5VDC zu begrenzen
  • R 3 ist 5 k Ω Größe für ~ 1 mA über den GPIO-Pin der MCU
  • R 4 ist 50 k Ω um jegliche Spannung zwischen dem GPIO-Pin der MCU abzulassen, wenn die MCU noch nicht initialisiert ist, um ein versehentliches Einschalten zu verhindern.
  • R 4 ist 50 k Ω basierend auf dem 10-fachen Wert von R 3 .

Der Anwendungshinweis weist auch auf die Notwendigkeit hin R 1 Und C 1 um den Einschaltstrom aufgrund der Kapazität der Last zu begrenzen. Da bin ich hängen geblieben. Die Formel (Gl. 8) auf Seite 4 lautet

R 1 = R 2 ( v ich N − v S G ( M A X ) ) v S G ( M A X )

Wo

  • v ich N = +5V
  • R 2 = 5000 Ω
  • v S G ( M A X ) von IRF7406 ( Q 2 ) = [Gate-to-Source-Spannung] = ± 20V (Habe ich das Datenblatt richtig gelesen?)

Es sieht so aus, als würde man den negativen Wert für verwenden v S G macht keinen Sinn, da dies zu einem negativen Ergebnis führen würde R . Ist das korrekt?

Die Berechnung ist dann

R 1 = 5000 ( 5 + 20 ) 20 = 6250 Ω

Die Formel für C 1 (Gl.9) ist auf Seite 4. Ich schätze C l Ö A D als 20 μ F und ICH ich N R u S H bei 5A. Sind Annahmen gültig? Regelmäßige Belastung wird sein ICH l Ö A D = 0,5 A

Dann rechne ich C 1 als 0,001716 μ F. Hat den Wert für C 1 Sinn ergeben?

Ich plane, die Schaltung für 12 V in einer anderen Inkarnation zu verwenden, daher versuche ich, die Berechnungen zu verstehen.

IRLML6346TRPBF wird beispielsweise für niedrigere Rds im Vergleich zu 2N7002 ausgewählt.

PS Ich bin ein Amateur-DIY, der versucht, einfache Dinge zu tun.

Hier ist der aktualisierte Schaltplan ohne D2:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (1)

Nach dem Lesen des Anwendungshinweises wurden die folgenden Entscheidungen getroffen: • R1 ist 5 K, um den Strom durch Q1 auf ~1 mA bei +5 VDC zu begrenzen

Nein, das wird durch die Summe von R1 und R2 erledigt. Und warum den Strom auf 1 mA begrenzen?

•R3 hat eine Größe von 5K für ~1mA über den GPIO-Pin der MCU

Nein, Sie können praktisch jede gewünschte Widerstandsgröße verwenden, da der Gate-Widerstand eines MOSFET sehr groß ist. Zugegeben, Sie möchten einen gewissen Widerstand, um den Spitzenstrom in die Gate-Kapazität (270 pf) zu reduzieren, aber es braucht nicht so viel.

•R4 ist 50K, um jegliche Spannung zwischen dem GPIO-Pin der MCU abzuleiten, wenn die MCU noch nicht initialisiert ist, um ein versehentliches Einschalten zu verhindern.

•R4 ist 50.000, basierend auf dem 10-fachen Wert von R3.

Obwohl dies eine gute allgemeine Vorgehensweise ist, spielt es im vorliegenden Fall keine große Rolle, da der MCU-Pin einen aktiven Pulldown enthält. Das heißt, Sie könnten es genauso gut, und Ihre Wahl des Verhältnisses ist richtig.

Der Anwendungshinweis weist auch auf die Notwendigkeit hin, dass R1 und C1 den Einschaltstrom aufgrund der Kapazität der Last begrenzen müssen. Da bin ich hängen geblieben. Die Formel (Gl. 8) auf Seite 4 lautet

R1 = R2 *( Vin - Vsg(max))/Vsg(max)

wobei • Vin = +5 V • R2 = 5000 • Vsg (max) von IRF7406 (Q2) = [Gate-To-Source-Spannung] = +/- 20 V (Lese ich das Datenblatt richtig?)

Es sieht so aus, als ob die Verwendung des negativen Werts für Vsg keinen Sinn macht, da dies zu einem negativen R führen würde. Ist das richtig?

Du verfehlst den Punkt. Die Einstellung des Verhältnisses von R1:R2 soll verhindern, dass der Grenzwert von Vsg überschritten wird, wenn die Versorgungsspannung größer als Vsg ist. Da Vin (5 Volt) kleiner als Vsg(max) (20 Volt) ist, kann das in diesem Fall nicht passieren, und Sie müssen sich Sorgen machen, dass ein Vsg erzeugt wird, das zu klein ist und Q2 nicht einschaltet. Im aktuellen Fall erzeugen Ihre Werte von R1 und R2 eine Gate-Ansteuerung von 2,2 Volt, was niedrig erscheint.

Die Berechnung ist dann

R1 = 5000 * (5 + 20) / 20 = 6250

In diesem Fall würde ich vorschlagen, R2 = 4k und R1 = 1k zu verwenden, um einen nominellen 4-Volt-Vsg-Antrieb zu erhalten.

Die Formel für C1 (Gl. 9) befindet sich auf Seite 4. Ich schätze Cload auf 20 uF und Iinrush auf 5 A. Sind Annahmen gültig? Die normale Last beträgt Iload = 0,5 A

Ich habe keine Ahnung.

Dann berechne ich C1 als 0,001716uF. Ist der Wert für C1 sinnvoll?

Mehr oder weniger. Gehen Sie zurück und wiederholen Sie mit einem neuen R1.

Ich habe vor, Curcuit für 12 V in einer anderen Inkarnation zu verwenden, also versuche ich, die Berechnungen zu verstehen.

Beachten Sie, dass Sie selbst bei einer 12-Volt-Versorgung Vsg(max) nicht überschreiten können, egal wie sehr Sie es versuchen.

IRLML6346TRPBF wird beispielsweise für niedrigere Rds im Vergleich zu 2N7002 ausgewählt.

Warum? Sie haben bereits Ihre Absicht bekundet, den Strom von Q1 auf 1 mA zu begrenzen. Selbst wenn Rds 1 Ohm beträgt, haben Sie nur einen Spannungsabfall von 1 mV. Sie verwenden einen 3-Ampere-MOSFET, um 1 mA zu ziehen.

Und schließlich, was um alles in der Welt macht D2? Ist Ihnen klar, dass das ein 25-Volt-Zener in einem 5-Volt-Stromkreis ist?

Über D2 könnte bei einer induktiven Last eine Abschaltspannungsspitze das Q2-Gate durch C1 beschädigen, sodass die Spitze über D2 geklemmt wird. Das Seltsame ist, dass Q2 bereits die Schutzdiode hat, wie jeder Power-Mosfet.
@VladimirCravero - Für eine negative Lastspitze hat D1 diese bereits abgedeckt. Bei einer positiven Spitze wird D2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und es tritt keine Zenerwirkung auf.
Vielleicht wollte er einen Schottky benutzen...
@Vladimir Cravero: D1 wurde platziert, da der Gedanke darin bestand, sowohl SSR als auch ein normales Relais mit Strom zu versorgen. Letzteres ist induktiv.
Ich weiß, wofür D1 da ist, die Frage ist: Was ist mit D2?
@WhatRoughBeast: Mein Verständnis war, dass Vgs aufgrund von Kapazitäten in PMOS beim Ausschalten gemäß AN804 von Vishay (P-Kanal-MOSFETS die beste Wahl für High-Side-Schalten, [link] vishay.com/docs/70611/70611) überschritten werden können . pdf ).
@Vladimir Cravero - D2 wurde gemäß Vishay AN804 hinzugefügt. Mein Verständnis ist, dass die PMOS-Ladung während des Ausschaltens entladen werden muss, kann Spannungsspitzen erzeugen, also D2, das Zener mit V <Vdss (max) ist. Ist das sinnvoll oder sollte D2 aus dem Curcuit gestrichen werden?
@WhatRoughBeast - Verstehe ich richtig, dass Vout 1 V sein wird? Wenn ich mir den Spannungsteiler Vin <--->R2(4K)<-->Vgate<-->R1(1K)<-->Gnd anschaue, dann ist Vout=[R1 / (R1 + R2)]*5 =1V. verlinken . Sollen die Werte reserviert werden R2=1K und R1=4K um Vgate=4V zu erhalten
@sdo_riga - über den Zener. Sie beziehen sich anscheinend auf Abb. 6 in AN804, richtig? Bitte beachten Sie, dass diese Schaltung für einen komplementären Treiber bestimmt ist, der mit hoher Spannung arbeitet, und keiner der beiden Fälle hier zutrifft. Selbst wenn Sie davon ausgehen, dass Sie den Zener benötigen (Sie nicht), wird sein Wert als 2 Vdd - Vgs (th) berechnet. In diesem Fall ist 2Vdd die Gesamtspannung und beträgt 5 Volt, und für einen irf7406 beträgt Vgs(th) 1 Volt. Aber schauen Sie - kein Teil des Stromkreises kann über 5 Volt ansteigen, also darf die Differenz zwischen zwei beliebigen Punkten 5 Volt nicht überschreiten. Vgs kann also niemals 5 Volt überschreiten und muss nicht geschützt werden.
@sdo_riga - über den Ausgangspegel - Nein, der Ausgang beträgt nicht 1 V. Die Verbindung zwischen R1 und R2 liegt bei 1 Volt, wodurch 4 Volt über Gate / Source gelegt werden. Dadurch wird Q2 hart eingeschaltet und jede Last auf fast 5 Volt gebracht. Diese Schaltung ist kein Follower, sondern ein Switcher. Bei einem MOSFET vom P-Typ liegt in dieser Konfiguration die Steuerspannung nach oben, nicht nach unten. Stellen Sie es sich (grob) wie einen PNP-Transistor mit dem Emitter bei +5 vor.
@WhatRoughBeast - Vielen Dank für das Feedback! D2 wird entfernt. Ja, ich habe vergessen, dass Q2 PMOS ist, also sind R2/R1 so, wie Sie zuvor gezeigt haben. Danke nochmal!
Sind die ausgewählten Werte für R1 und C1 angemessen?
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