Ich brauche etwas Hilfe bei der Auswahl eines MOSFET für die hier beschriebene Schaltung , die ich ursprünglich mit einem BJT entworfen habe, aber entschieden habe, dass FETs in diesem Fall sinnvoller sind.
Der FET wird von einem PIC24 gesteuert, der ein logisches High oder ein logisches Low an den FET sendet. Ich weiß, dass FETs spannungsgesteuerte Geräte sind, aber ich frage mich, ob zum Einschalten des FET auch ein Mindeststrom erforderlich ist.
Wenn ja, muss der FET vorgespannt werden, damit der PIC24 genügend Strom liefern kann, um den FET einzuschalten?
Ich bin auch nicht allzu vertraut mit vorgespannten FETs, daher bin ich auch neugierig auf vorintern vorgespannte FETs, aber sie sind bei Google etwas schwer zu finden. Könnt ihr andere Quellen empfehlen?
Das Gate eines FET hat einen nahezu unendlichen Widerstand, aber eine gewisse parasitäre Kapazität. Dies bedeutet, dass beim Ein- oder Ausschalten 0 Gleichstrom gezogen wird, aber ein gewisser Strom erforderlich ist, um zwischen den Zuständen umzuschalten. Größere FETs mit höherem Strom neigen dazu, höhere parasitäre Kapazitäten zu haben und benötigen daher mehr Energie zum Ein- oder Ausschalten.
Der zum Schalten erforderliche Strom ist im Allgemeinen sehr gering, und wenn Sie nicht mit hoher Geschwindigkeit (Hunderte von Kilohertz und mehr) schalten oder Ihr FET sehr groß ist, können Sie ihn direkt von Ihrem Mikrocontroller aus ansteuern.
Bei der Auswahl eines FET für diesen Zweck ist nicht die Vorspannung, sondern die Gate-Schwellenspannung zu berücksichtigen. Stellen Sie sicher, dass die Schwellenspannung des ausgewählten FET niedrig genug ist, damit Ihr Mikrocontroller ihn vollständig einschalten kann. Verlassen Sie sich nicht auf die Zahl in der Datenblatttabelle, diese wird oft für sehr niedrige Ströme angegeben. Sehen Sie sich stattdessen das Diagramm Gate-Spannung vs. Source/Drain-Strom an und vergewissern Sie sich, dass der FET bei der logisch hohen Spannung Ihres Mikrocontrollers die gewünschte Strommenge leiten kann.
Die Schaltung, auf die Sie sich bezogen haben, wird nicht sehr gut funktionieren, unabhängig davon, ob Sie einen Bipoalr-Transistor oder einen MOSFET verwenden. Das liegt daran, dass Sie versuchen, eine High-Side-Steuerung mit einem NPN- oder N-Kanal-Gerät durchzuführen.
Da Sie mit einem Solarpanel arbeiten, haben Sie zwei Möglichkeiten: Shunt-Regler oder Reihenregler.
Ein Shunt-Regler macht sich eine Eigenschaft von Solarmodulen zunutze: Sie funktionieren ähnlich wie eine Stromquelle. Das heißt: Für eine bestimmte Sonneneinstrahlung (die Menge an Sonnenlicht, die auf das Panel trifft) bleibt der Strom ungefähr gleich, wenn sich die Klemmenspannung ändert. Ein Solarmodul kann normalerweise ohne Schaden mit einem direkten Kurzschluss an seinen Ausgangsleitungen betrieben werden.
Der Vorteil eines Shunt-Reglers besteht darin, dass die negative Leitung des Panels mit Ihrer Schaltungsmasse verbunden werden kann und dennoch die Verwendung eines NPN-Transistors oder N-Kanal-MOSFET ermöglicht, um den Kurzschluss über das Panel bereitzustellen. Offensichtlich gibt es eine Reihendiode vom Übergang des Solarpanels (+) / Transistor zur Batterie. Diese Diode wird sowieso benötigt, damit das Solarpanel die Batterie bei schwachem Licht nicht entlädt.
Da der Shunt-Regler die gesamte unerwünschte Leistung als Wärme abführen muss, ist die gebräuchlichste Konfiguration des Shunt-Reglers der "Bang-Bang" -Regler. Hier ist der Shunt entweder vollständig AUS (ermöglicht den maximal möglichen Ladestrom) oder vollständig EIN (das Solarpanel ist kurzgeschlossen, was zu KEINEM Ladestrom führt). Dadurch entsteht eine minimale Erwärmung im Schaltgerät. Viele preiswerte Solarladeregler funktionieren auf diese Weise.
Die andere Option ist ein Reihenregler. Jetzt müssen Sie eine Wahl treffen: Sie können NPN-Bipolartransistoren oder N-Kanal-MOSFETs als Passelement verwenden, ABER Sie müssen die negative Leitung des Solarmoduls steuern. Mit anderen Worten, die positive Leitung des Solarmoduls wird direkt mit dem Batteriepol (+) verbunden (falls erforderlich über eine Reihendiode). Die negative Leitung des Solarmoduls ist mit dem Drain des N-Kanal-MOSFET verbunden, wobei der Source-Anschluss des MOSFET mit Schaltungsmasse verbunden ist.
Ich erwähne, dass die Reihendiode an der (+) Leitung des Solarpanels optional sein könnte. Das liegt daran, dass es möglicherweise nicht benötigt wird, da Sie den Transistor / MOSFET ausschalten können, wenn das Laden aufgrund von nicht genügend Licht auf dem Panel nicht möglich ist.
Wenn Sie mit einem N-Kanal-MOSFET arbeiten möchten, der von einem Mikrocontroller gesteuert wird, ist mein "go-to" -Teil für das DC-Schalten mit niedriger Spannung und mittlerem Strom der IRF3708. 30 V, 62 A kontinuierlich, 0,012 Ohm Rds an. Treiben Sie das Gate mit einem 47-Ohm-Widerstand an, der so nah wie möglich am Gate montiert ist.
Ben Voigt