Verwenden von MOSFET zum Schalten des Geräts

Funktioniert meine Schaltung für das folgende Ziel?

  • Wenn INPUT_N HIGH ist (dh das Mikro treibt es nicht an und wird auf 3,3 V hochgezogen), hat der VCC-Pin am Gerät 24 V.
  • Wenn der Mikrocontroller INPUT_N auf LOW treibt, liegt der VCC-Pin auf 0 V (also ist das Gerät ausgeschaltet).

Sollte die folgende Schaltung wie beabsichtigt funktionieren?

schematische Darstellung

Verwenden Sie hier einen P-Kanal-Mosfet?
Ja P-Kanal. Sie möchten den VCC-Pin des Geräts bei 24 V halten, wenn Gate bei 3,3 V liegt (unter Verwendung der PU).
Möchten Sie Ihr 24-V-Gerät wirklich über einen Widerstand mit Strom versorgen? Siehe die Antwort von @ helloworld922 unten zur Verwendung des PMOS-Transistors als High-Side-Schalter.
+1 für die Mühe, den Schaltplan in MS Visio zu erstellen; Das nächste Mal möchten Sie vielleicht ein geeignetes Schaltplan-Tool (kostenlos, online) verwenden, z. B. circuitlab.com || partsim.com
In dieser Anwendung wäre es viel einfacher, einen NFET zu verwenden und auf der niedrigen Seite zu schalten. Sie haben hier zwei Probleme (1) Kontrolle und (2) Ebenenübersetzung. Um also auf die hohe Seite zu schalten, benötigen Sie zwei aktive Elemente (mehr oder weniger). Wie @helloworld992 in seiner Antwort behandelte, eliminiert das Einschalten der niedrigen Seite (2), sodass Sie nur einen NFET verwenden können und fertig sind. Haben Sie einen bestimmten Grund, auf der hohen Seite zu sein? Es gibt natürlich viele gute, nur neugierig, ob Sie eine bestimmte Begründung im Sinn hatten.

Antworten (3)

Nein, das geht nicht. P-Kanal-Mosfets erfordern, dass die Gate-Spannung um einen bestimmten Schwellenwert niedriger als die Source-Spannung ist, um "einzuschalten".

Der Mosfet leitet weiterhin durch die Body-Diode, sodass das Gerät eine kleine Spannung empfängt, nicht die 0 V / 24 V eines Ein / Aus-Schalters.

Aber selbst wenn Sie den Mosfet dazu gebracht haben, sich wie ein "Kurzschluss" zu verhalten, schließen Sie die VCC des Geräts gegen Masse kurz, wodurch viel Strom verschwendet wird, um das Gerät auszuschalten.

Ein besserer Weg wäre, den P-Kanal-Mosfet direkt inline mit dem Gerät näher an der 24-V-Quelle zu platzieren.

Dies würde erfordern, dass die Pullup-Spannung auf ~ 24 V (abzüglich der Einschaltschwelle) ansteigt, um den Mosfet auszuschalten, sodass Sie dem MCU-Pin höchstwahrscheinlich eine andere Schaltung hinzufügen müssen, damit er nicht brät. Eine mögliche Lösung könnte darin bestehen, einen zweiten N-Kanal-Mosfet zu verwenden, um den P-Kanal-Mosfet-Gate-Pin auf Masse zu treiben, und dann einen Pullup-Widerstand zur 24-V-Schiene zu verwenden.

Etwas wie das:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

VG1 wird direkt vom Mikrocontroller angesteuert (Hochspannung ist an, Niederspannung ist aus). R2 ist die Lastschaltung. T1 ist ein P-Kanal-Mosfet und T2 ist ein N-Kanal-Mosfet. R1 ist ein Pull-up-Widerstand zur 24-V-Schiene.

Es könnte einen einfacheren Weg geben, das war nur das erste, woran ich dachte.

bearbeiten:

Wenn Sie einen Low-Side-Schalter haben können, ist die Schaltung viel einfacher: nur ein einzelner N-Kanal-Mosfet, bei dem der Drain mit der Last verbunden ist, die Source mit Masse verbunden ist und das Gate mit Hochspannung an den Mikrocontroller gebunden ist eingeschaltet und Niederspannung ausgeschaltet.

Technisch gesehen muss bei einem P-Kanal-MOSFET das Gate niedriger sein als der Source- Anschluss, um eingeschaltet zu werden. In der Schaltung des OP leitet die Body-Diode jedoch trotzdem (sie zeigt von Drain zu Source), sodass die Last unabhängig vom Zustand des Gates nur einen Bruchteil eines Volts sieht.
die Antwort aktualisiert, sieht das besser aus?
Die Last kurzzuschließen, damit sie keinen Strom sieht, ist nicht der richtige Weg, um dieses Problem zu lösen. Der MOSFET sollte N-Kanal und in Reihe mit der Last auf der Low-Side sein (die Source des MOSFET geht auf Masse).
@Madmanguruman Ich nehme an, Sie kommentieren die OP-Schaltung, nicht meine?
@Madmanguruman - Ist das das, was Sie empfehlen? Schaltung: postimage.org/image/s4fp7rlyp
Das sieht für mich vernünftiger aus.
@helloworld922 In der Tat. Mein Fehler.

Üblicherweise wird ein P-Kanal-Mosfet als sogenannter „Highside“-Schalter verwendet. Das heißt, die Source ist mit VCC verbunden und der Drain ist mit einem Widerstand gegen GND verbunden. Ihre Last ist zwischen dem Drain und dem Widerstand mit Masse verbunden.

Dadurch können Sie VGS auf vcc hochziehen, wenn das Gerät ausgeschaltet ist.

Dadurch können Sie VGS negativ treiben, indem Sie 0 V an das Gate anlegen, um den FET einzuschalten

Je negativer VGS wird, desto niedriger ist der Innenwiderstand des FET und desto mehr Strom fließt durch den FET und in Ihr Gerät!

Sie verwenden den Transistor in einer falschen Polarität. Sie könnten besser einen IC der Serie ULN2003 verwenden, um diese Art von Last zu treiben. Möglicherweise benötigen Sie einen Pegelübersetzer, um mit 3,3 V zu fahren.

http://www.ti.com/product/uln2003a

Verwenden von MOSFET zum Schalten des Geräts
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v