Wie "schiebt" man ein logisches LOW von 2,5 V auf GND?

Wie wäre es mit einigen einfachen bipolaren Wechselrichtern wie unten?

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Bei 5 V am Eingang wird Q1 ausgeschaltet, sodass R4 das Gate hochzieht und M1 und Ihren LED-Streifen einschaltet. Mit 2,5 V am Eingang wird Q1 eingeschaltet, wodurch Q2 eingeschaltet wird, wodurch das M1-Gate auf Low gezogen wird, wodurch M1 abgeschaltet wird und Ihr LED-Streifen erlischt.

Sie müssen die Schaltung verfeinern, die Widerstandswerte überprüfen, einen besseren M1 finden und sicherstellen, dass die Reaktion schnell genug für Ihre PWM-Frequenz ist.

Wenn Sie einen nichtinvertierenden Übersetzer wünschen, reicht ein Transistor aus.

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Dies ist eine sogenannte "geerdete Basis" -Konfiguration, die die erforderliche Spannungsverstärkung liefert, aber keine Stromverstärkung (das "Gerät" muss 0,5 mA liefern, um 5 V über den Lastwiderstand R3 zu legen). Die Werte R1, R2 setzen die Basis auf 3,1 V im Ruhezustand (sie sollte bei etwa 3,7 V von 'Device' schalten).

Diese Schaltung versucht nicht, ein schneller Schalter zu sein, sondern ein einfacher. R3 und der 'Device'-Ausgangsstrom bestimmen, wie schnell die Gate-Kapazität geladen und entladen wird.

Das ist wahrscheinlich kein Ausgang mit einem logischen Digitalsignal, oder es könnte das erste Gerät der Welt sein, das ein solches Signal ausgibt. Könnte der Ausgang ein Darlington-Ausgang sein, der die LEDs ansteuern kann?

Was passiert mit dem PWM-Signal, wenn Sie einen Widerstand an 5 V oder an GND anschließen? Führen Sie den Test beispielsweise mit einem 1k-Widerstand durch. Wenn Sie die Impedanz für ein hohes und ein niedriges Signal kennen, können Sie entscheiden, wie Sie dieses Signal übersetzen. Vielleicht kann ein Optokoppler verwendet werden, um das Signal zu übersetzen, oder vielleicht ein Transistor mit einigen Dioden, wie vorgeschlagen.

Zuerst prüfen; Ist es wirklich +5V =high +2,5V=low.

Angenommen ja: Verwenden Sie einen Komparator, der 0 V oder + 5 V direkt an das Gate des Mosfets ausgibt. Komparator testet, ob Gerät X mehr als 3,75 V ausgibt. Wenn ja, dann gib +5V an das Gate des Mosfets.

Ein richtiger Komparator, der mit einer einzigen +5-V-Versorgung arbeitet, 0-V- und +5-V-Ausgangspegel erzeugen und +5 V richtig erfassen kann, ist schwierig. Hier ist es als diskrete Teilimplementierung

Teile müssen vom Ende her berechnet werden

• R5 muss das Tor schnell genug herunterziehen
• Q3 muss genügend Kollektorstrom drücken, um das Gate in die Nähe von +5 V zu heben
• Basisstrom von Q3 = Kollektorstrom/hfe
• für eine vernünftige Abschaltgeschwindigkeit muss R4 bei 0,7 V mindestens so viel aufnehmen wie Q3 Basisstrom benötigt; das ist R4 < oder = (0,7 V / Basisstrom von Q3)
• Ri und R2 erzeugen die Schwelle 3,75 V zu Q2
• R3 bekommt ca. +3,05 V. R3 = 3,05 V/(Basisstrom von Q3 + 0,7 V/R4)
• die 3,75-V-Referenz sollte nicht schwanken. Sei (R1 parallel R2) fünfmal R3 oder kleiner. Fügen Sie bei Bedarf einen Kondensator parallel zu R2 hinzu.
• Lösen Sie R1 und R2 aus der gewünschten Spannung und dem maximalen Parallelwiderstand.

Nehmen Sie zunächst Q1 = Q2 = 2N1711, Q3 = 2N2905. 2N3704 und 2N3904 sollten auch ok sein.

Simulieren Sie, bevor Sie einen Prototyp bauen

Nun, Sie haben eine ganze Menge möglicher Antworten. Ich gehe davon aus, dass Sie Ihr MOSFET-Gerät, den IRLB8721, weiterhin verwenden möchten. A$V_{GS}\gt 6\:\textrm{V}$sieht aus, als ob es dann sehr solide arbeitet. Die Gate-Gesamtladung beträgt ca$12\:\textrm{nC}$und ich habe eine Schaltung aufgebaut, die diese Ladung in Under liefern sollte$20\:\mu\textrm{s}$, was angesichts der PWM-Rate schnell genug sein kann.

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Die Gate-Spannung sollte zwischen wechseln$0\:\textrm{V}$oder$7.5\:\textrm{V}$wenn die Eingangs-PWM zwischen schaltet$2.5\:\textrm{V}$Und$5.0\:\textrm{V}$. Die Schaltung enthält eine Hysterese, hält die Ansteuerspannung zum Gate des MOSFET sicher niedrig genug und ist weitgehend tolerant gegenüber BJT$\beta$(alles zwischen 100 und 300 ist in Ordnung), akzeptiert angemessene Schwankungen des Sättigungsstroms der BJTs und liefert ungefähr$500\:\textrm{mV}$Breite für das Hystereseband, das auch eine angemessene Störfestigkeit bieten sollte.

Es verwendet keine Boutique-Teile und sollte relativ billig sein. Abbildung über eine zusätzliche$4\:\textrm{mA}$laden Sie auf Ihre$24\:\textrm{V}$Versorgungsschiene. (Es braucht oder verwendet nichts von der$5\:\textrm{V}$Versorgungsschiene.) Es ist auch einfach, den Gate-Treiber für andere MOSFETs zu optimieren, die möglicherweise mehr erfordern$V_{GS}$, insbesondere bei Zugang zu a$24\:\textrm{V}$Schiene (wie Sie es derzeit haben.)