Единична схема на таймера на Mosfet

Единична схема на таймера на Mosfet

Следващата статия разглежда използването на MOSFET като превключвател за ефективно превключване на високи токови натоварвания. Веригата може също да се трансформира в схема за забавяне OFF с прости модификации. Дизайнът е поискан от г-н Родерел Масибай.



Сравняване на Mosfet с BJT

Транзисторът с полеви ефект или MOSFET може да се сравни с BJT или обикновените транзистори, с изключение на една съществена разлика.

MOSFET е устройство, зависещо от напрежението, за разлика от BJT, които са зависими от ток устройства, което означава, че MOSFET ще се включи напълно в отговор на напрежение над 5V при практически нулев ток през портата и източника си, докато обикновен транзистор би поискал относително по-висок ток за включване.





Освен това това изискване за ток нараства пропорционално, тъй като свързаният ток на натоварване се увеличава в колектора. Мосфетите от друга страна биха превключили всеки определен товар, независимо от нивото на тока на портата, което може да се поддържа на възможно най-ниските нива.

Защо Mosfet е по-добър BJT

Друго добро нещо при превключването на MOSFET е, че те провеждат напълно предлагайки много ниско съпротивление по текущата пътека към товара.



Освен това MOSFET не изисква резистор за задействане на портата и може да се превключва директно с наличното захранващо напрежение, при условие, че не е далеч над 12V

Всички тези свойства, свързани с MOSFET, го правят явен победител в сравнение с BJT, особено когато се използва като превключвател за работа с мощни товари като лампи с нажежаема жичка с висок ток, халогенни лампи, двигатели, соленоиди и т.н.

Както е поискано тук, ще видим как MOSFET може да се използва като превключвател за превключване на система за чистачки на автомобила. Двигателят на чистачките на автомобила консумира значително количество ток и обикновено се превключва през буферен етап, като релета, SSR и др. Релетата обаче могат да бъдат изложени на износване, докато SSR могат да струват твърде скъпо.

Използване на Mosfet като превключвател

По-проста опция може да бъде под формата на MOSFET ключ, Нека научим подробностите за веригата на същия.

Както е показано в дадената електрическа схема, MOSFET формира основното управляващо устройство без практически никакви усложнения около него.

Превключвател на портата му, който може да се използва за включване на MOSFET и резистор за поддържане на MOSFET порта на отрицателна логика, когато превключвателят е в положение OFF.

Натискането на превключвателя осигурява на MOSFET необходимото напрежение на портата спрямо неговия източник, което е с нулев потенциал.

Спусъкът мигновено включва MOSFET, така че натоварването, свързано към неговото дренажно рамо, да стане напълно включено и да работи.

С устройство за чистачки, прикрепено към тази точка, ще го накара да избърсва толкова дълго, че превключенията остават депресирани.

Системата за чистачки понякога изисква функция за забавяне за активиране на няколко минути изтриване преди спиране.

С малка модификация, горната верига може просто да се превърне във верига за забавяне OFF.

Използване на Mosfet като таймер за забавяне

Както е показано на диаграмата по-долу, кондензатор се добавя непосредствено след превключвателя и през 1M резистора.

Когато превключвателят е включен за кратко, натоварването се включва, а също така кондензаторът се зарежда и съхранява заряда в него.

Видео демонстрация

Когато превключвателят е изключен, натоварването продължава да получава мощност, тъй като запазеното напрежение в кондензатора поддържа напрежението на портата и го държи включено.

Въпреки това кондензаторът постепенно се разрежда през 1M резистор и когато напрежението падне под 3V, MOSFET вече не може да задържа и цялата система се изключва.

Периодът на закъснение зависи от стойността на кондензатора и стойностите на резистора, увеличавайки всеки един от тях или и двете увеличава пропорционално периода на закъснение.

Изчисляване на закъснението

За да изчислим закъснението, произведено от RC константата, можем да използваме следната формула:

V = V0 x e(-t / RC)

  • V е праговото напрежение, при което MOSFET трябва да се изключи или просто да започне да се включва.
  • V0 е захранващото напрежение или Vcc
  • R е съпротивлението на разреждане (Ω), което е свързано успоредно на кондензатора.
  • C (Стойност на кондензатора (F) в примерните 100uF)
  • t (време на разреждане, което искаме да изчислим)

искаме да знаем закъснението (т) = е(-t / RC) = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

t = -Ln (V / V0) x R x C

Примерно решение

Ако изберем стойността за включване / изключване на праговия капацитет на MOSFET като 2.1V и захранващо напрежение като 12V, съпротивление като 100K и кондензатор като 100uF, закъснението, след което MOSFET ще се изключи, може да бъде приблизително изчислено чрез решаване на уравнението като дадено по-долу:

t = -Ln (2.1 / 12) x 100000 x 0.0001

t = 17,42 s

По този начин от резултатите откриваме, че забавянето ще бъде около 17 секунди

Изработване на таймер за дълго време

Може да бъде проектиран относително дълъг таймер, използващ гореописаната концепция на MOSFET за превключване на по-тежки товари.

Следващата диаграма изобразява процедурите за прилагането му.

Включването на допълнителен PNP транзистор и няколко други пасивни компонента позволява на веригата да произведе по-голяма продължителност на периода на забавяне. Времето може да бъде подходящо регулирано чрез промяна на кондензатора и резистора, свързани през основата на транзистора.




Предишна: Преобразуване на инвертор с квадратна вълна в инвертор на синусоида Напред: H-Bridge инверторна схема, използваща 4 N-канални мосфета