Arduino UNO урок 9 — Нагрузка
В нашем предыдущем уроке мы рассмотрели работу с фоторезистором для управления LED. Однако, зачастую нужно управлять более мощной нагрузкой, такой как лампа накаливания, электродвигатель, электромагнит и т.п. Выходы Arduino не могут обеспечить питание столь мощной нагрузки и большого напряжения. К примеру в робототехнике, часто используются двигателя на 12В, 24В, 36В и т.п. К тому же выходной ток вывода Arduino ограничен как правило 40 мА.
Одним из способов управления мощной нагрузкой, является использование MOSFET-транзисторов. Это дает возможность подключать достаточно мощную нагрузку с напряжением питания по 40-50 и более вольт и токами в несколько ампер, скажем электрические двигатели, электромагниты, галогенки и так далее.
Схема подключения достаточно простая, как вы видите.
Если нагрузка индуктивная (электродвигатель, электромагнитный клапан и т.д.), то рекомендуется ставить защитный диод, который защитит мосфет от напряжения самоиндукции.
Если нагрузка у вас активная – светодиод, галогенная лампа, нагревательный элемент и т.д., то в этом случае диод не нужен.
В цепь затвора желательно поставить Pull-Down резистор (стягивающий резистор между затвором [gate] и истоком [source]). Он необходим, чтобы гарантированно удерживать низкий уровень на затворе мосфета при отсутствии сигнала высокого уровня от Ардуино. Это исключает самопроизвольное включение транзистора.
В разрыв цепи затвора также рекомендуется ставить резистор номиналом 50-150 Ом, для предотвращения кратковременных выбросов тока и защиты вывода микроконтроллера.
При подборе мосфета, для того, чтобы он напрямую открывался от микроконтроллера и не нужно было ставить перед ним биполярных транзисторов и драйверов, обращайте внимание на параметр Gate Threshold, который должен быть примерно от 1 до 4 Вольт.
Часто такие транзисторы помечаются как Logic Level.
Давайте к примеру рассмотрим транзистор:
Данный транзистор способен выдерживать продолжительный ток до 89А (естественно с теплоотводом) и открывается при напряжении затвора 1В (параметр VGS(th)). Поэтому, мы можем напрямую подсоединить данный транзистор к ногам Arduino. Когда транзистор полностью открыт, сопротивление Исток-Сток всего 0.01 Ом (параметр RDS(on)). Поэтому, если к нему подключить электрический мотор 12В, 10А на транзисторе падение напряжения будет всего лишь 0.1В, а рассеиваемая мощность 1 Ватт.
Если использовать ШИМ-выход контроллера, мы можем управлять мощностью (а значит и скоростью вращения) мотора.
Вернитесь к 5 уроку, где мы использовали Fade-эффект для светодиода, но вместо светодиода подключите MOSFET и автомобильную лампу на 12 Вольт. Питание лампы должно осуществляться от отдельной 12В батареи или БП.
Оригинал статьи
Теги:
- Arduino
- MOSFET
- Перевод
Мосфет как подключить
Мосфеты — разновидность полевых транзисторов, очень полезная штука, если правильно его подобрать, подключить и использовать. Я их люблю применять в поделках. Маломощные в основном для экономичности потребления тока, мощные для коммутации амперных нагрузок и для силовых ключей в ШИМ- схемах и генераторах. В отличие от простых биполярных транзисторов управляются они не током а напряжением. Управляющий электрод — затвор по сути является одним контактом простого неполярного конденсатора малой емкости.
Поиск данных по Вашему запросу:
Мосфет как подключить
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Primary Menu
MKS MOSFET CONTROLLER — как подключать - Arduino + N-Channel MOSFET = Управляем высоким напряжением
- roboforum.ru
- Подключение контроллера к IRF540N
- Arduino и MOSFET. Схема подключения
- Подключение Mosfet к Aрдуино
- Подскажите пожалуйста как поставить Hotbed MOSFET
- Arduino UNO урок 9 — Нагрузка
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Mosfet транзистор + Ардуино.
Повелеваем электричеством.
Primary Menu
Не знаю, как вы, а я лично постоянно забываю, где у полевых МОП-транзисторов a. Поэтому я решил сделать себе небольшую шпаргалку, ну и заодно поделиться ею с вами. Я также подготовил упрощенную PDF-версию этого поста , которую можно распечатать на половине листа A4 и повесить на стену. Итак, у МОП-транзисторов три ноги, называемые затвором gate , истоком source и стоком drain :. При использовании незнакомого полевика, естественно, следует свериться с его даташитом.
Транзистор с N-каналом подключается, что называется, в нижнем плече low-side , а с P-каналом — в верхнем плече high-side. По такой схеме полевые транзисторы используются для нагрева паяльника, управления двигателями , и так далее.
Fun fact! На самом деле, полевые транзисторы разделяют еще на две категории : enhancement mode и depletion mode.
Последние встречаются существенно реже и обычно являются N-канальными. При работе с незнакомым полевым транзистором, стоит проверить, к какому типу он относится.
В приведенной схеме падение напряжения практически нулевое, чего нельзя достичь при помощи обычных блокирующих диодов. Это может быть особенно важно в проектах, питающихся от аккумулятора. Заметьте, что сток и исток располагаются с точностью до наоборот по сравнению с тем, как их хочется расположить, исходя из предыдущей схемы. В этом случае ничто не мешает взять несколько штук и соединить их параллельно.
Тогда ток будет автоматически распределен между ними поровну. Такая вот получилась шпаргалка. Если вам есть, что к ней добавить, не стесняйтесь оставлять комментарии. Дополнение: Простая схема защиты от перенапряжения и переполюсовки. Для отображения комментариев необходимо включить JavaScript! Копирование представленных на данном сайте материалов любыми способами не возбраняется.
Указание ссылки на оригинал приветствуется.
Записки программиста. Блог о программировании, операционных системах, СУБД, девайсах, сетях, алгоритмах, электронике, радио и пр.
Типичное использование: Транзистор с N-каналом подключается, что называется, в нижнем плече low-side , а с P-каналом — в верхнем плече high-side. Также МОП-транзисторы могут быть использованы для защиты от переполюсовки: В приведенной схеме падение напряжения практически нулевое, чего нельзя достичь при помощи обычных блокирующих диодов.
Дополнение: Простая схема защиты от перенапряжения и переполюсовки Метки: Электроника. Понравился пост? Узнайте, как можно поддержать развитие этого блога. Коротко о себе Всем привет! Мой контактный e-mail — mail eax. Если вы хотите мне написать, прошу предварительно ознакомиться с этим FAQ. Если у вас технический вопрос, просьба адресовать его на форум forum.
MKS MOSFET CONTROLLER — как подключать
Программируемый микроконтроллер Arduino идеально подходит для создания нестандартных устройств. А имеющиеся в избытке готовые модули, расширения и скетчи значительно облегчают задачу.
Однако, всегда находятся проекты, в которых к Arduino необходимо подключить мощный узел или устройство. Микроконтроллер будет отвечать за логику работы, а узел или устройство — выполнять простую работу. С одной стороны — ничего сложного, с другой — Arduino обеспечивает на выходе только небольшой ток и напряжение U — не более 5В, I — 40 мА.
Мощные транзисторы MOSFET хорошо известны своей исключительной скоростью А так будет в этой схеме работать транзистор MOSFET: и отличий друг от друга, в подключении нагрузки, и чем и как управляются каждый.
Arduino + N-Channel MOSFET = Управляем высоким напряжением
Не знаю, как вы, а я лично постоянно забываю, где у полевых МОП-транзисторов a. Поэтому я решил сделать себе небольшую шпаргалку, ну и заодно поделиться ею с вами. Я также подготовил упрощенную PDF-версию этого поста , которую можно распечатать на половине листа A4 и повесить на стену. Итак, у МОП-транзисторов три ноги, называемые затвором gate , истоком source и стоком drain :.
При использовании незнакомого полевика, естественно, следует свериться с его даташитом. Транзистор с N-каналом подключается, что называется, в нижнем плече low-side , а с P-каналом — в верхнем плече high-side. По такой схеме полевые транзисторы используются для нагрева паяльника, управления двигателями , и так далее.
roboforum.ru
Добрый день, уважаемые форумчане. Начали с другом осваивать ардуинку, столкнулись с проблемой подключения высокомощной нагрузки. Реле не подошло по требованиям, попробовали мосфеты, раз их советуют во всех мануалах. Проблема мануалов оказалась в том, что все они в режиме ключа подключают светодиодную ленту со смешным амперажем в 0.
Порой наступает такой момент, когда пользователь хочет управлять мощным устройством с помощью Arduino.
Подключение контроллера к IRF540N
На практике часто возникает необходимость управлять при помощи цифровой схемы например, микроконтроллера каким-то мощным электрическим прибором. Это может быть мощный светодиод, потребляющий большой ток, или прибор, питающийся от электрической сети.
Рассмотрим типовые решения этой задачи. Будем считать, что нам нужно только включать или выключать нагрузку с низкой частотой. Части схем, решающие эту задачу, называют ключами.
Arduino и MOSFET. Схема подключения
Привет, Друзья! Хочу с вами посоветоваться, на тему как подключить mosfet-транзистор к микроконтроллеру Arduino. Вернее я его уже подключил и он работает, но я хочу максимально обезопасить вывод Arduino от возможных пробоев тока если такое вообще возможно , и добавить плюшек для наглядности работы транзистора в виде светодиодов. У меня есть интересное дельцо, собираю инкубатор для яиц на шт. Придумал его сделать на базе контроллера Arduino, чтобы крутить моторы, регулировать нагрев и т. Хотел сделать побыстрее, но вот детали есть не все, а ждать пока приедут из Китая долго. Было парочка реле, но использовал их в проект и требовалось еще. Узнал что вместо реле можно запилить транзисторы в качестве ключа вкл.
Тем кто дружит с паяльником — посвящается! Для себя, любимого, купил в Китае, всеми обсуждаемый, выносной MOSFET.
Цена его в.
Подключение Mosfet к Aрдуино
Мосфет как подключить
В нашем предыдущем уроке мы рассмотрели работу с фоторезистором для управления LED. Выходы Arduino не могут обеспечить питание столь мощной нагрузки и большого напряжения. К примеру в робототехнике, часто используются двигателя на 12В, 24В, 36В и т. К тому же выходной ток вывода Arduino ограничен как правило 40 мА.
Подскажите пожалуйста как поставить Hotbed MOSFET
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Уроки Ардуино #9 — управление нагрузкой MOSFET транзистор
Со временем каждый пользователь Arduino задумывается об управлении не только светодиодами и устройствами с напряжением до 5 вольт, но и об управлении соленоидами, моторами, светодиодными лентами и т. Транзисторы имеют 3 вывода, которые имеют 2 простые функции, первая — переключение, вторая — усиление в данном примере рассматривается первая функция — переключатель.
При отправке сигнала высокого уровня к Gate управляющий вывод , транзистор включается и позволяет току течь от источника Source к стоку Drain. Землю мы подключаем к стоку Drain транзистора. Когда наш Arduino посылает сигнал высокого уровня на Gate транзистора, он переключает транзистор соединяет Source и Drain и замыкает цепь для двигателя, соленоида, или лампы. Эта схема довольно проста.
Кроме транзисторов и сборок Дарлингтона есть еще один хороший способ рулить мощной постоянной нагрузкой — полевые МОП транзисторы. Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал.
Arduino UNO урок 9 — Нагрузка
Тут проблема не столько в белых проводах, которые вы можете не использовать, сколько в самой плате. Сила тока не должна превышать 10А, в то время как процесс работает, если он большой, чем 10A, то он будет Сгорела легко, мы не советуем емуНе превышает 10А, иначе это опасно. При подключении 12 В, мощность будет меньше Вт неПревышать Вт При подключении 24 В, мощность будет в пределах Вт Вт Такой ток выдержат и ключи контроллера выдержат.
Отправить комментарий. Не так давно мне нужно было подключить нагрузку к Arduino nano и я столкнулся проблемой силовых ключей. У меня было несколько IRFN, по мощности они подходили, но я сомневался можно ли их открыть 5-тью вольтами.
Стоит ли использовать силовые МОП-транзисторы последовательно? | Блог
Мощные полевые МОП-транзисторы позволяют использовать широкий спектр электронных систем, особенно в ситуациях, когда биполярные транзисторы бесполезны или неэффективны. МОП-транзисторы можно использовать в сильноточных системах в параллельных схемах, но как насчет их последовательного подключения? Вы не часто видите любую схему в небольших импульсных преобразователях просто потому, что есть много готовых МОП-транзисторов, которые могут обеспечить требуемый ток без сбоев.
Однако, как только вы начнете рассматривать возможность подачи высокого напряжения/большого тока с помощью системы переключения с небольшой площадью основания, вам необходимо будет рассмотреть эти варианты расположения полевых МОП-транзисторов.
У обеих компоновок полевых МОП-транзисторов есть свои недостатки, которые следует учитывать разработчикам. Давайте рассмотрим полевые МОП-транзисторы последовательно, поскольку они весьма полезны в определенных системах, но будьте осторожны при проектировании схем и печатной платы с учетом надежности.
Массив последовательно соединенных МОП-транзисторов будет иметь истоки и стоки, соединенные друг с другом. Эта компоновка затем может быть использована для последовательного управления нагрузкой с малым Z или параллельной нагрузкой с высоким Z. Простейшее последовательное расположение МОП-транзисторов показано на следующей принципиальной схеме:
Простейшая схема последовательного включения полевых МОП-транзисторов с компонентом нагрузки.
В этой схеме напряжение VDD распределяется между обоими полевыми МОП-транзисторами в соответствии с законом напряжения Кирхгофа. Оба должны быть включены одновременно, чтобы ток протекал через нагрузку. Это в основном работает как логический элемент И, но потенциально работает при очень высоком напряжении или токе.
Другой возможный вариант — использовать серийные полевые МОП-транзисторы в двухтактной схеме, как буферы CMOS:
МОП-транзисторы, включенные последовательно с нагрузкой по двухтактной схеме.В этом типе схемы нижний МОП-транзистор (M2) может отводить ток от нагрузки путем включения или выключения, пока верхний МОП-транзистор (M1) включен. Это было бы идеально для нагрузки с высоким Z, где M2 действует просто для отвода тока, когда он не нужен на нагрузке.
Есть много других примеров последовательного подключения полевых МОП-транзисторов, которые вы можете сформулировать. Некоторые приложения для этих массивов МОП-транзисторов включают:
- Силовые инверторы с питанием от тока
- Высоковольтные стробоскопы
- Высоковольтные резонаторы
- Схемы двухтактных драйверов для полевых МОП-транзисторов Vg
- Специальные логические буферы и усилители высокого напряжения
- Драйверы с многофазным переключением
Вы заметите, что эти приложения содержат термин «высокое напряжение» по уважительной причине, и это связано с фундаментальной причиной, по которой мы используем элементы последовательно.
Чтобы понять почему, полезно сравнить эти схемы с полевыми МОП-транзисторами, включенными параллельно.
МОП-транзисторы в последовательном и параллельном соединении
В предыдущей статье я упомянул некоторые моменты о параллельном размещении и использовании МОП-транзисторов, а также некоторые электрические характеристики, которые могут возникнуть в этих цепях. Основная причина, по которой МОП-транзисторы размещаются параллельно, заключается в том, чтобы получить доступ к большему току, когда все МОП-транзисторы включаются одновременно. Поскольку эти транзисторы расположены параллельно, их выходные токи складываются в соответствии с законом Кирхгофа. Это не совсем так, так как вам нужно добавить небольшое сопротивление, чтобы подавить любые паразитные колебания, особенно в системе высокой мощности. Однако аналогия с параллельными цепями работает хорошо и эффективно описывает, что происходит, когда весь массив включается одновременно.
По сути, массив действует как одиночный транзистор с гораздо большим номинальным током, но таким же номинальным напряжением.
Такое расположение является стандартным способом управления сильноточными двигателями, подачи тока в сильноточный импульсный стабилизатор или любой другой системы, требующей большого тока от переключающего элемента. Та же идея суммарных номинальных напряжений на самом деле не применима к серийным МОП-транзисторам по нескольким важным причинам.
не всегда могут выдерживать большее напряжение
При последовательном расположении группа МОП-транзисторов будет работать как один большой МОП-транзистор с гораздо более высоким номинальным напряжением, но таким же номинальным током. Это не всегда получается на практике.
Чтобы понять почему, рассмотрим случай, когда VDD = 100 В в одной из цепей выше. Мы могли бы использовать идентичные полевые МОП-транзисторы с максимальным номинальным напряжением 50 В; при последовательном соединении каждый из них будет испытывать только 50 В, а не полные 100 В. Теперь рассмотрим, что произойдет, если M2 будет включен, а M1 выключен: M1 имеет высокое сопротивление R_off, поэтому он потребляет все 100 В и превышает его рейтинг 50 В, и впоследствии он выходит из строя.
Это должно проиллюстрировать важность цепи возбуждения на первой диаграмме выше: все должно включаться точно в нужный момент. Если вы используете МОП-транзисторы последовательно для управления индуктивной нагрузкой или резонансной нагрузкой резервуара, настоятельно рекомендуется также разместить конденсаторы и некоторую защиту от электростатического разряда (например, обратноходовой диод), чтобы предотвратить разрушение ваших МОП-транзисторов сильным скачком напряжения.
Не существует жестких правил относительно того, когда следует использовать параллельное или последовательное расположение МОП-транзисторов. Параллельные схемы являются стандартными для систем с высокими требованиями к подаче мощности и быстрой коммутации, например, с ШИМ. Схемы драйверов двигателей являются прекрасными примерами. Между тем, последовательные массивы потребуются для подачи высокого напряжения, а не обязательно высокого тока. Если подумать, вы, безусловно, могли бы использовать комбинацию (несколько последовательно соединенных массивов, все они размещены параллельно), хотя в результате ваша управляющая схема становится очень сложной.
Пример принципиальной схемы, показывающий комбинацию последовательного и параллельного МОП-транзисторов, показан ниже. Я оставил блок на этой диаграмме для цепей нагрузки и возбуждения, последняя из которых может быть очень сложной. Такая система возбуждения потребует некоторой логики и, возможно, быстрого контура обратной связи для правильной работы и обеспечения полного включения каждой ветви последовательности при возбуждении массива.
Пример последовательно-параллельного расположения с одной составляющей нагрузки. Другим вариантом, который активируется при последовательном и параллельном включении полевых МОП-транзисторов, является многофазное переключение. Когда каждый из параллельных МОП-транзисторов управляется с одинаковой частотой ШИМ, но они разделены по фазе, массив ведет себя так, как если бы он управлялся с более высокой частотой. Это один из приемов, позволяющих добиться очень низкого уровня шума в импульсном преобразователе. Хотя вы не можете сделать это с автономным массивом МОП-транзисторов, соединенных последовательно, вы можете объединить последовательные ветви параллельно, чтобы создать фазированные драйверы, как показано выше.
Это очень эффективная уловка для снижения шума в энергосистемах при работе на высокой частоте, например, в ВЧ-источнике питания, где желательна работа на более высокой частоте. Я планирую рассказать о многофазном преобразователе мощности в следующей статье, поскольку эти преобразователи имеют решающее значение для питания малошумящих высокочастотных аналоговых систем, таких как ВЧ-усилители мощности. Это одна из областей преобразования энергии, которая редко обсуждается и требует более сложной схемы управления, но это эффективный метод и стандартная топология во многих системах.
Если вам необходимо спроектировать, смоделировать и скомпоновать ваши системы питания с полевыми МОП-транзисторами, подключенными последовательно или параллельно, используйте полный набор функций проектирования печатных плат, компоновки и моделирования SPICE в Altium Designer®. Если вам нужно изучить электромагнитные помехи от энергосистем, вы можете использовать расширение EDB Exporter, чтобы импортировать проект в полевые решатели Ansys и выполнять ряд симуляций SI/PI.
Когда вы закончили свой проект и хотите передать файлы своему производителю, платформа Altium 365™ упрощает совместную работу и совместное использование ваших проектов.
Мы лишь немного коснулись возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.
Переключение на стороне высокого и низкого напряжения МОП-транзистора
При разработке схем ИБП в схемах инвертора использовались МОП-транзисторы. МОП-транзисторы использовались в качестве переключателей на стороне высокого напряжения в цепи. Для управления полевым МОП-транзистором в конфигурации верхнего плеча использовалась микросхема драйвера затвора IR2110. IR2110 — это микросхема драйвера затвора со стороны высокого и низкого уровня, которая используется с мощными полевыми МОП-транзисторами и IGBT. Драйвер затвора представляет собой специально разработанную схему, которая используется для управления затвором MOSFET или IGBT в Приложение High Side Switching .
Это означает, что при использовании MOSFET/IGBT в конфигурации с высокой стороной требуется микросхема драйвера затвора.
В этом руководстве будут обсуждаться некоторые важные концепции, такие как переключение на стороне высокого и низкого уровня полевого МОП-транзистора, необходимость схемы драйвера затвора и методы управления полевым МОП-транзистором с высокой стороны. Эти концепции прояснят работу МОП-транзистора в качестве переключателя и, таким образом, оправдают использование МОП-транзистора в схеме инвертора в качестве переключающего компонента.
Требуемые компоненты —
Рис. 1. Список компонентов, необходимых для переключения MOSFET на стороне высокого и низкого напряжения режимы переключения –
i) Переключение на сторону низкого напряжения
ii) Переключение на сторону высокого напряжения
В обоих методах переключения разница заключается только в положении нагрузки в цепи.
При переключении на низком уровне исток полевого МОП-транзистора напрямую соединен с землей.
Нагрузка (обозначенная на принципиальной схеме как сопротивление RL) размещается между стоком и источником питания.
Рис. 2: Прототип полевого МОП-транзистора, подключенного в качестве переключателя нижнего плеча
При переключении верхнего плеча изменяется только положение нагрузки. В конфигурации с высокой стороной нагрузка подключается между истоком MOSFET и землей. Поскольку МОП-транзистор является устройством, управляемым напряжением, для обеспечения соответствующего падения напряжения на клеммах МОП-транзистора необходимо подключить некоторые резисторы к затвору и истоку МОП-транзистора.
Рис. 3: Прототип полевого МОП-транзистора, подключенного как переключатель верхнего плеча
При сборке этих цепей всегда используйте сопротивление затвор-исток (обозначено как Rgs на принципиальной схеме), чтобы избежать любых внешних помех на затворе. Это сопротивление также разряжает паразитную емкость MOSFET. В противном случае полевой МОП-транзистор может быть поврежден, так как этот паразитный конденсатор будет продолжать заряжаться и превысит предел напряжения пробоя затвора до истока.
Кроме того, не превышайте входное напряжение (напряжение стока и напряжение затвора) MOSFET больше, чем его напряжение пробоя, поскольку это может привести к повреждению MOSFET. На затворе MOSFET следует использовать низкоомный резистор (от 10 до 500 Ом). Это решит проблему звона (паразитных колебаний) и скачков напряжения в MOSFET.
Как работает схема –
При переключении на стороне низкого напряжения сопротивление нагрузки подключается к стороне стока МОП-транзистора. Поскольку МОП-транзистор является устройством, управляемым напряжением, поэтому для включения МОП-транзистора напряжение затвор-исток (Vgs) должно быть больше, чем пороговое напряжение затвор-исток (Vth). При переключении на низком уровне нет необходимости в схеме драйвера затвора. В этом режиме переключения источник напрямую соединен с землей, поэтому
Напряжение источника, Vs = 0 В
Учитывая пороговое напряжение затвор-исток, Vth = 4 В
Таким образом, для включения МОП-транзистора напряжение затвор-исток (Vgs) должно быть больше порогового напряжения затвор-исток (Vth).
Vgs = Vg –Vs > Vth
Vgs = Vg – 0 > 4 В
Vg = 4 В
Следовательно, для включения МОП-транзистора напряжение на затворе должно быть равно 4 В. Поскольку приложенное напряжение обычно равно 5 В, это упрощает процесс переключения на низком уровне без использования каких-либо внешних схем.
Рис. 4: Принципиальная схема полевого МОП-транзистора в качестве переключателя на стороне низкого напряжения
При переключении на стороне высокого напряжения нагрузка подключается к стороне источника. В этой конфигурации, когда на затвор подается триггерное напряжение, MOSFET имеет очень низкое сопротивление стока к истоку, т. е. Rds очень низкое (от миллиом до ома в зависимости от типа MOSFET).
Рис. 5: Принципиальная схема МОП-транзистора в качестве переключателя верхнего плеча
Для простоты МОП-транзистор можно представить как сопротивление (сопротивление сток-исток, Rds). Теперь напряжение на МОП-транзисторе становится зависимым от сформированного таким образом делителя напряжения.
Рис. 6: Упрощенная принципиальная схема полевого МОП-транзистора в качестве переключателя верхнего плеча
Значение напряжения источника (Vs) можно рассчитать в приведенной выше схеме с помощью правила делителя напряжения.
Напряжение на нагрузке RL, VL( или Vs) = (Vin * RL)/(Rds + RL)
Где входное напряжение, Vin = 5 В (обычно в цепях)
С учетом сопротивления сток-исток, Rds = 10 Ом
Поскольку сопротивление сток-исток (Rds) очень низкое по сравнению с RL, его можно не учитывать в правиле делителя напряжения. Итак,
VL= Vin = 5 В (прибл.)
As VL= Vs
Таким образом, Vs = 5 В (прибл.)
Учитывая пороговое напряжение, Vth = 4 В
Пороговое напряжение источника.
Vgs > Vth
Vgs = Vg – Vs > Vth
Vgs = Vg – 4V > 4V
Таким образом, Vg > 8V
Для включения МОП-транзистора напряжение на затворе должно быть больше 8 В. Но входное напряжение составляет всего 5 В, это означает, что полевой МОП-транзистор с высокой стороны не может управляться путем подачи одинакового напряжения на базу и сток МОП-транзистора.
Таким образом, для управления полевым МОП-транзистором с высокой стороны требуется дополнительная схема, которая может управлять затвором полевого МОП-транзистора выше напряжения стока. Эта дополнительная схема называется схемой драйвера затвора.
Существует два распространенных метода управления МОП-транзистором при переключении на стороне высокого напряжения –
1) Двойной источник питания – Этот метод очень прост, но для него требуется два источника питания. В этом методе напряжение подается на сток и затвор полевого МОП-транзистора от отдельных источников питания. Так что на затворе может быть обеспечено более высокое напряжение по сравнению со стоком MOSFET. Таким образом, МОП-транзистор может быть включен.
2) Использование схемы Bootstrap – В этом методе требуется один источник питания с использованием некоторого конденсатора в цепи. Таким образом, на выводе затвора получается двойное или более высокое напряжение по сравнению со стоком MOSFET.
Конденсатор в схеме называется конденсатором Bootstrap, поскольку он повышает напряжение затвора до более высокого напряжения. Таким образом, с помощью схемы начальной загрузки полевой МОП-транзистор может быть включен при переключении на стороне высокого напряжения.
Чтобы узнать больше о схеме Bootstrap, ознакомьтесь со следующим руководством –
Управление полевым МОП-транзистором высокого напряжения с использованием схемы Bootstrap боковой МОП-транзистор. В зависимости от типа ИС, ИС может управлять только стороной высокого или низкого уровня, или она может управлять переключением как высокой, так и низкой стороны одновременно. Таким образом, ИС, которые могут управлять переключением как высокого, так и низкого напряжения, могут управлять полумостовой схемой, в которой используется один полевой МОП-транзистор в конфигурации верхнего плеча и еще один в конфигурации нижнего плеча. Таким образом, для управления схемой H-моста (комбинация двух полумостов) необходимо использовать две микросхемы управления затвором, каждая из которых предназначена для управления одним полумостом.
