Как управлять через оптопару полевым транзистором
Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.
В ходе проектирования электронного устройства, в котором подразумевается работа полевого транзистора в ключевом режиме, всегда необходимо правильно организовать адекватное управление данным ключом. Понятно, что затвор транзистора должен с определенной периодичностью, в определенные моменты времени, заряжаться и разряжаться.
За периодичность и моменты коммутации отвечает специальная часть схемы устройства, называемая контроллером. За скорость и качество переключения отвечает в свою очередь другая часть схемы — драйвер — он заряжает и разряжает затвор по сигналу получаемому от контроллера. Но как контроллер связывается с драйвером? Всегда ли уместно прямое соединение контроллера и драйвера? Не всегда!
Что если контроллер «сидит» на минусовой шине, а ключ должен (по условию разработки) находиться в изолированной части устройства, да еще и работать в цепи с достаточно высоким напряжением? Кто-то предложит использовать трансформатор управления затвором.
Дело в том, что трансформатор управления затвором подходит далеко не всегда, особенно если требуется получить исключительно правильную форму управляющего импульса на затворе полевого транзистора, тем более если затвор «тяжелый», то есть обладает емкостью в несколько нанофарад.
В лучшем случае к развязывающему трансформатору можно прибегнуть в составе изолированного блока питания драйвера ключа. Но опять же, как передать сигнал драйверу? Вот здесь как нельзя кстати и подойдет оптопара, например 6n137.
Типичная оптопара представляет собой микросхему, внутри которой с одной стороны находится светодиод, а с другой стороны — фототранзистор.
Когда через светодиод внутри оптопары проходит номинальный ток, фототранзистор, расположенный на некотором расстоянии от светодиода, на другой стороне внутри корпуса микросхемы (оптопары), реагирует на свет от светодиода так, словно на его базу подали управляющий сигнал.
Но прямого контакта при этом нет, энергия на «базу» фототранзистора передается фотонами света, не несущими электрического заряда.
Поэтому «вход» и «выход» оптопары гальванически развязаны друг от друга, и напряжение изоляции здесь достигает нескольких киловольт. Именно поэтому для управления полевыми транзисторами часто прибегают к использованию оптопар.
Для примера давайте рассмотрим схему управления силовым полевым MOSFET транзистором STW48NM60N с использованием оптопары 6n137M, а в качестве драйвера применим микросхему UCC37321P. В итоге получим возможность управлять данным силовым ключом с помощью сигнала с амплитудой в 5 вольт и с током не более 10 мА.
Допустим, что силовая часть с ключом, драйвер и оптопара получают питание от изолированного блока питания, а контроллер питается отдельно. Главное здесь то, что вход оптопары гальванически изолирован от ее выхода и от цепей питания, а сопротивление изоляции «вход-выход» у оптопары гарантированно составляет как минимум 1000 гигаом.
На приведенной схеме изображен наш пример (для увеличенич нажмите на рисунок).
Батареями показаны изолированные источники питания оптопары, драйвера и силовой части. На входе оптопары последовательно установлен резистор на 320 Ом, ограничивающий ток через внутренний светодиод оптопары значением в 10 мА (согласно даташиту на оптопару, падение напряжения на ее внутреннем светодиоде составляет 1,8 В при 10 мА). Источник управляющего сигнала имеет амплитуду 5 вольт относительно уровня нуля («земли»).
Выходная часть оптопары имеет управляющий вход включения — вывод 7, который сразу присоединен к источнику питания оптопары, чтобы она могла работать. Вывод 6 оптопары — это открытый коллектор фототранзистора, в цепь которого включен резистор номиналом 350 Ом.
Схема управления транзистором через оптопару работает так. Когда на входе оптопары положительный сигнал (напряжение высокого уровня), внутренний светодиод излучает свет; фототранзистор на ее выходе переходит в проводящее состояние, и подтягивает резистор 350 Ом к минусовой шине.
Падение напряжения на фототранзисторе (напряжение на 6 выводе оптопары) при этом становится 0,8 вольт.
Данное напряжение в 0,8 вольт воспринимается входом драйвера (2 ножка драйвера) как напряжение низкого уровня.
А поскольку драйвер UCC37321P является инвертирующим, то на его выходе от этого действия устанавливается напряжение высокого уровня, которое оказывается в этот момент приложено к затвору транзистора (через токоограничительный резистор 1,5 Ом), и приводит к его отпиранию.
3 вывод драйвера — это вывод его «включения», он сразу присоединен к шине питания драйвера, чтобы драйвер мог работать.
Когда же на входе оптопары отрицательный сигнал (напряжение низкого уровня), внутренний светодиод не излучает свет, фототранзистор на выходе оптопары переходит в запертое состояние, и через резистор 350 Ом питание подается от источника питания оптопары — на 2 ножку драйвера как напряжение высокого уровня.
А поскольку драйвер UCC37321P является инвертирующим, то на его выходе от этого действия устанавливается напряжение низкого уровня, что приводит к разрядке затвора силового транзистора и к его запиранию.
Ранее ЭлектроВести писали, что дожди могут стать новым источником возобновляемой и предельно дешевой энергии: ученые из Гонконга придумали новый тип электрогенератора с высоким КПД и удельной мощностью в тысячу раз большей, чем у существовавших до сих пор других подобных устройств. Их изобретение позволяет получать из падения одной капли воды с высоты 15 см напряжение свыше 140 вольт, а энергии этого падения хватит для питания 100 небольших светодиодных ламп.
По материалам: electrik.info.
Управление mosfet через оптопару
Существует серьезный риск того, что результатом станет курящая руина В принципе, этот FET очень мало подходит для этой задачи. Это может быть сделано для работы, если это все, что у вас есть, но есть гораздо гораздо более подходящие полевые транзисторы, возможно, практически без каких-либо дополнительных затрат. Последнее не слишком важно, но не нужно. Это легко обрабатывается в пакете TO с подходящим радиатором предпочтительнее предпочтительнее, чем тип флага , но эта большая диссипация совершенно не нужна, так как доступны более низкие RED-полевые транзисторы.
Это не громоздко, но излишне требует напряжения, которое может быть применено к двигателю.
Поиск данных по Вашему запросу:
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:
- ACPL-312U — изолированный драйвер IGBT с выходным током 2,5 А
- FOD3180 — высокоскоростной оптрон для управления силовыми IGBT/MOSFET-транзисторами
- Как управлять МОП-транзистором с помощью оптопары?
- Простой способ решения проблемы управления затвором MOSFET
- Простой способ решения проблемы управления затвором MOSFET
- Управление изолированными затворами MOSFET/IGBT, базовые принципы и основные схемы
- Драйверы управления IGBT/MOSFET
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Симистор ардуино, управление нагрузкой переменного тока, 220В.
ACPL-312U — изолированный драйвер IGBT с выходным током 2,5 А
Войти через. Гарантия возврата денег Возврат за 15 дней. Защита Покупателя. Помощь Служба поддержки Споры и жалобы Сообщить о нарушении авторских прав.
Экономьте больше в приложении! Корзина 0. Мои желания. Войти Войти через. Все категории. Защита Покупателя Гарантия возврата денег Возврат за 15 дней. Логический анализатор Тестовая папка. Показать еще. Оптовая торговля в Интернет : mosfet мощность arduino mosfet ldps полевой транзистор irfn dc diy kit полевой транзистор поверхностного монтажа ушко аналоговый ключ Популярные товары по запросу «»: mosfet мощность gy a кнопка mosfet ldps mosfet транзистор v полевого транзистора irf аналоговый ключ Большая скидка на : 5kw регулятор mosfet к a кнопка mosfet v полевого транзистора драйвер mosfet irf модуль месяц pin-код 10 шт mosfet низкая цена для : mosfet транзистор высокое напряжение комплект irf драйвер для mosfet кабель концевой выключатель чип mosfet mosfet pwm скидка на дешевый : 12 драйвер mosfet набор высокое напряжение мультипликации wfw20n50 комплект r3 12 v el драйвер 3d принтер фиксатор драйвер mosfet мощность транзистор содержательные обзоры : mosfet к arduino mosfet mosfet транзистор высокое напряжение комплект чип mosfet 3d концевой выключатель драйвер mosfet переключатель mosfet irf модуль.
Google Play App Store. Все права защищены.
FOD3180 — высокоскоростной оптрон для управления силовыми IGBT/MOSFET-транзисторами
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. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением. Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает. Чем выше напряжение, тем больше зарядов и ниже сопротивление, в итоге, сопротивление может снизиться до мизерных значений — сотые доли ома, а если поднимать напряжение дальше, то произойдет пробой слоя оксида и транзистору хана.
Достоинство такого транзистора, по сравнению с биполярным очевидно — на затвор надо подавать напряжение, но так как там диэлектрик, то ток будет нулевым, а значит требуемая мощность на управление этим транзистором будет мизерной , по факту он потребляет только в момент переключения, когда идет заряд и разряд конденсатора.
Рынок силовых полупроводников на основе карбида кремния (SiC), которые обеспечивают ряд преимуществ по сравнению с кремниевыми си- ловыми.
Как управлять МОП-транзистором с помощью оптопары?
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. ШИМ-регуляторы, диммеры и прочее рассматривать не будем почти.
Выбор способа управления зависит как от типа нагрузки, так и от вида применяемой цифровой логики.
Простой способ решения проблемы управления затвором MOSFET
Страничка эмбеддера Блог. Управление нагрузкой c помощью очень слабого сигнала Если вы — начинающий в электронике, то задайте ваш вопрос тут. Расскажите что вы уже сделали чтобы найти ответ на свой вопрос, опишите свои рассуждения. Помогите пожалуйста, кто чем может! Пытаюсь починить на работе здоровенный служебный монитор.
Сваял схему см. Тот, в свою очередь, управляет электромагнитом 0,5 А, 27 В.
Простой способ решения проблемы управления затвором MOSFET
Клапан имеет сопротивление 46 Ом, полагаю, в нём просто катушка, хотя, может и не прав, но расковырять возможности нет. В общем-то есть и голова для него тоже Burkert, дорогая многофункциональная, а функция нужна только одна, поэтому стоит задача её повторить и преумножить простыми деталями. Я вижу себе схему что-то вроде этой:. Только учитывая, что вольт 24, а не 12, резистор вместо 10кОм ставить 1кОм, и перед затвором ещё Ом последовательно.
Когда в качестве В5 на схеме ставлю резистор 4,7кОм, то на нём осциллограф рисует почти такие же прямоугольные импульсы, как на входе, и скважность менять могу, всё нормально.
Управление изолированными затворами MOSFET/IGBT, базовые принципы и основные схемы
Весь ассортимент продукции в сети розничных магазинов Вольтмастер. Сегодня оптроны распространены повсеместно. Безопасная оптическая развязка с использованием оптопар используются в самых разнообразных схемах:. Если первой областью применения оптронов была аппаратура цифровой передачи данных где они использовались для подавления синфазных помех и защиты от бросков напряжения , то сегодня широкое распространение получают оптроны в электронных приводах электродвигателей. Основное их предназначение — управлением затвором мощных IGBT транзисторов. Компания Avago выпускает две линейки оптопар для управления затвором мощных IGBT и полевых транзисторов: это стандартные и интегрированные компоненты. Вторые помимо функции опторазвязки имеют дополнительные схемы защиты, представляя, таким образом, готовое завершенное изолированное решение для управления затворами транзисторов.
Управление изолированными затворами MOSFET/IGBT, базовые При использовании импульсных трансформаторов или оптопар для гальванической.
Драйверы управления IGBT/MOSFET
Перезаряд этих емкостей осуществляется устройством управления драйвером , от параметров которого во многом зависят характеристики всего преобразовательного устройства. Динамические токи затвора у мощных ключей могут достигать десятков ампер, что является главной проблемой при разработке схемы управления, мощность рассеяния которой должна быть пренебрежимо малой. Определение характеристик и выбор типа драйвера для конкретного силового модуля является достаточно непростой задачей, которая усложняется при необходимости работы с параллельным соединением модулей или на высокой частоте коммутации, когда существенно возрастет мощность управления.
Вроде этого должно хватить на, к примеру, IRFR Соответственно, из схемы исключаем оптрон, R1. Будет ли так работать? И не снизится ли надежность? А может кто-нибудь еще чего-гибудь посоветует? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6!
Когда пороговое напряжение затвора MOSFET или IGBT превышает напряжение, которое можно получить от управляющей им схемы, стандартным приемом решения проблемы является использование операционного усилителя или специального драйвера.
В предлагаемой схеме, выполняющей такую же задачу, используется оптоизолятор с горсткой простых пассивных компонентов.
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.
Войти через. Гарантия возврата денег Возврат за 15 дней. Защита Покупателя. Помощь Служба поддержки Споры и жалобы Сообщить о нарушении авторских прав.
— Схема: оптопара управляет транзистором и не работает должным образом
спросил
Изменено 8 лет, 7 месяцев назад
Просмотрено 3к раз
\$\начало группы\$
Применяю оптопару TLP521 для развязки микроконтроллера Atmega88 (на схеме слева) от цепи питания.
Я не могу понять, почему приведенные ниже схемы не работают в Multisim. Настоящая доска тоже не работает. Желаемое поведение: если ключ XMM5 и XMM6 = 0 , если ключ A = закрыт , то XMM5 и XMM6 = 10-12 В . Наблюдаемое поведение: независимо от того, что я делаю с ключом A , вывод всегда один и тот же XMM5 и XMM6 = ~9V
Немного поигравшись в Multisim, следующие схемы работают, как и ожидалось:
Вопросы:
Можете ли вы объяснить, почему первая схема не работает?
Какие схемы следует использовать для такого применения и как рассчитать резисторы и другие параметры?
Нужны ли мне подтягивающие или понижающие входные резисторы?
ОБНОВЛЕНИЕ:
Основываясь на всех рекомендациях, я попробовал приведенные ниже схемы с реальной платой, и, похоже, она работает так, как ожидалось:
Однако я не понимаю, почему на реальной плате у меня 0,8- 0,9V на входе, если вход нигде не подключен к (см.
схемы ниже). В чем может быть причина?
- оптоизолятор
- развязка
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Верхняя схема не будет работать из-за «темнового тока коллектора ≈ 100 нА», указанного на странице 4/8 таблицы данных, верхняя таблица.
Что происходит, когда светодиод полностью выключен, так это то, что транзистор в оптопаре «пропускает» небольшой ток, эффективно подтягивая эмиттер к шине 12 В. Это может произойти из-за того, что на его эмиттере нет нагрузки, способной поглотить этот ток, и вольтметры будут в этом случае идеальными. В свою очередь, это также подтянет Q2 до 12 В.
Во второй цепи ток утечки из оптопары будет отводиться на землю резистором R7. Напряжение на резисторе R7 будет порядка 100 мкА × 10 кОм = 1 мВ. Этот 1 мВ даже близко не соответствует 0,7 В, необходимым для управления транзистором Q1.
И даже если напряжение на резисторе было достаточно высоким для управления транзистором Q1, он находится в конфигурации эмиттерного повторителя (общий коллектор), что практически означает, что напряжение на эмиттере транзистора Q1 примерно на 0,7 В ниже его базового напряжения. Ясно, что не произойдет.
Только при достаточном токе, протекающем через оптический транзистор, он может поднять базу Q2. Однако ваша схема может выиграть от перемещения нагрузки с эмиттера на коллектор 12 В. Также в последнем случае рекомендуется добавить базовый резистор последовательно с базой Q2. В зависимости от нагрузки это должно быть порядка 1 кОм.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Для оптопары требуется заземление нагрузочного резистора, через который она генерирует напряжение. Напряжение основано на токе, который он может выдать.
Эта первая схема не генерирует достаточного напряжения для включения базы транзистора.
\$\конечная группа\$
11
\$\начало группы\$
Вольтметр в симуляторе имеет бесконечное сопротивление. С другой стороны, BJT (в деактивированном состоянии) имеет большой, но конечный импеданс. Это означает, что в этих условиях эмиттер биполярного транзистора, питающий вольтметр, всегда будет регистрировать напряжение коллектора на вольтметре.
Вы применили подтягивающий резистор (R7), чтобы схема заработала — я бы посоветовал вам использовать еще один резистор 10 кОм на эмиттере Q1.
Значение резистора не является критическим и может быть от 1 кОм до 100 кОм без серьезного влияния на функциональность.
\$\конечная группа\$
6
\$\начало группы\$
Изменить: мне кажется, что у @Jippie есть правильный ответ.
Пожалуйста, считайте это приложением 🙂
Исходное сообщение:
Оптопара фактически представляет собой биполярный транзистор с фотогальваническим материалом в основании. Когда светодиод освещает затвор, он создает ток, который управляет транзистором. При проведении происходит падение напряжения на переходе оптопары.
Это напряжение снова падает, когда ток проходит через резистор R8. Единственный текущий поток будет проходить через базу Q2. 1 мА базового тока через резистор 1 кОм соответствует падению на 1 В. И базовый ток может быть выше этого.
Это пониженное напряжение наблюдается как на XMM6 , так и на базе Q2. Как показывает XMM6, это примерно на два вольта меньше, чем питание.
Давайте посмотрим на Q2. Его база приводится в движение, поэтому ток должен течь от коллектора к эмиттеру. FCX458 имеет напряжение насыщения коллектор-эмиттер 0,5 В. Итак, почему XMM5 не показывает 11,5 В? Это потому, что току некуда течь! XMM6 — это нагрузка с высоким импедансом, и MultiSIM может рассматривать его как бесконечный импеданс.
Таким образом, вместо протекания тока он просто заряжает узел на XMM6 за вычетом небольшого напряжения между базой и эмиттером через BJT.
Способ работы BJT может быть неинтуитивным. В тех случаях, когда вы хотите просто включать и выключать питание, я могу предложить использовать полевые транзисторы вместо биполярных транзисторов. У них нет тока базы, что упрощает анализ.
\$\конечная группа\$
1
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Обязательно, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
raspberry pi — Как использовать оптопару с транзистором с обеих сторон?
спросил
Изменено 5 месяцев назад
Просмотрено 485 раз
\$\начало группы\$
Я пытаюсь переключить нагрузку 17 В постоянного тока 30 мА с помощью Raspberry Pi. Для обеспечения гальванической развязки я использую двухканальную оптопару TLP621-2 (техническое описание). Второй канал в настоящее время не подключен.
Насколько я понимаю, я не могу управлять оптопарой напрямую с контакта GPIO 3,3 В постоянного тока на Pi, потому что контакт может подавать/принимать только 16 мА. Так что я использую 2Н39Транзистор 04 для управления светодиодом в оптроне.
Ставить 17 В постоянного тока 30 мА на выходы ответвителя тоже неразумно, поэтому у меня есть второй транзистор.
Проблема в том, что я не знаю, как завершить эту схему? Я пробовал разные перестановки на выходе и не могу заставить его переключать нагрузку. Я понятия не имею, то ли я что-то неправильно подключил, то ли я продолжаю курить микросхемы (или и то, и другое?). Входной транзистор, кажется, переключается, как и ожидалось, когда я подаю 3,3 В на его базу, поэтому я предполагаю, что светодиод соединителя активирован. Но на выходе ничего не происходит. Мне интересно, если я неправильно понимаю таблицу данных TLP621?
- транзисторы
- raspberry-pi
- оптоизолятор
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Не надо беспокоить бедную оптопару перегрузкой по давлению. Кроме того, вы можете легко управлять опто с помощью GPIO RasPi с низким током.
