Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Układ przełączania zasilania na MOSFET'cie - analiza układu

galsan 31 Maj 2013 01:04 2025 5
  • #1 31 Maj 2013 01:04
    galsan
    Poziom 12  

    Witam,

    tworzę układ sterowania serwomechanizmami, który zasilany będzie z USB, a więc może zajść potrzeba wpięcia zewnętrznego zasilania w przypadku zapotrzebowania na większy prąd. Potrzebuję mieć wciąż wpięte USB do komunikacji. Analizowałem schemat Arduino Uno, w którym jest obwód przełączający z zasilania USB na gniazdo DC.. dochodzę jednak do dziwnego wniosku, czy nie wystarczyłaby dioda "blokująca" na +5V USB.. Przedstawiam poniżej moją analizę i proszę o jakieś wyjaśnienie bardziej doświadczonych jeśli się mylę..

    Z góry sorry, za elaborat, ale przynajmniej to opis praktycznej zabawy z amperomierzem i testami tranzystora ;-)

    Schemat Arduino Uno

    zrobiłem test z MOSFET'em typu N, IRF530. Przy standardowym podłączeniu czyli: Ugs zmieniałem w zakresie od 0..5V, przy Uds=5V. Działało tak jak należy. Wyznaczyłem napięcie progowe równe Ugs(th)=2,6V co nawet zgadza się z dokumentacją, która podaje min=2V, max=4V. Przy Ugs=4V już z 2ampy ciągnął. Ze względu jednak na schemat arduino i kwestię diod występujących w mosfetach pomiędzy drenem, a źródłem chciałem sprawdzić co będzie się działo w przypadku odwrotnego spolaryzowania Uds, czyli 5V na źródło, a dren (przez mały rezystor) do masy i czy napięcie Ugs ma wtedy jakikolwiek wpływ na prąd Id.. no i nie ma.. Od razu lecą spore ampery, niezależnie czy Ugs jest 0V czy 5V. Czyli w zasadzie to, czego można by się spodziewać.. no i w tym momencie już kompletnie nie kumam układu przełączania zasilania w Arduino.. Spoko, tranzystor T1 się zamknie przy spolaryzowaniu bramki wysokim stanem, ale prąd z USB będzie chyba wciąż leciał przez diodę tranzystora, bo jest skierowana od drenu do źródła. Zastanawiam się czym to się teraz różni od tego jakby dać zamiast tego komparatora i mosfeta zwyczajnie diodę na USB.. bo czy to i tak nie do tego się teraz sprowadza?? Jedyne co mi się w sumie nasuwa to to, że może dioda w mosfecie będzie miała niższe napięcie przełączenia niż standardowa (?) multimetr pokazuje 0,55V. Wrzucam zdjęcie z charakterystyką i schematem pomiarowym :-P

    Układ przełączania zasilania na MOSFET'cie - analiza układu

    co Wy na to?

    Pozdrawiam,
    Adrian

    W sumie to przeniosłem ten temat na forum Arduino.. I faktycznie, podobno ma chodzić o niższy spadek napięcia na diodzie w mosfecie niż na zwykłej diodzie.. jeśli ktoś jest zainteresowany to wątek jest tutaj poruszony: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=169466.0

    0 5
  • #2 01 Cze 2013 18:09
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    chciałem sprawdzić co będzie się działo w przypadku odwrotnego spolaryzowania Uds, czyli 5V na źródło, a dren (przez mały rezystor) do masy i czy napięcie Ugs ma wtedy jakikolwiek wpływ na prąd Id.. no i nie ma.. Od razu lecą spore ampery, niezależnie czy Ugs jest 0V czy 5V.

    Ma wpływ, dioda w MOSFET'cie działa jak każda inna zamiast 5V dostaniesz poniżej 4,5V, jak załączysz tranzystor to spadek napięcia zmniejszy się do kilku mV.

    Dioda w MOSFET'cie nie jest niczym szczególnym, to element pasożytniczy, czasem użyteczna, ale zachowuje się jakby była niezależnie podłączona, równolegle do tranzystora tranzystor działa tak samo w obu kierunkach przepływu prądu drenu.

    0
  • #3 01 Cze 2013 18:56
    galsan
    Poziom 12  

    Czyli jest ta dioda zależna czy niezależna od działania tranzystora? Bo napisałeś, że jak załączy się tranzystor to spadek napięcia na tej diodzie (?) spadnie do kilku mV. Chociaż raczej wydaje mi się, że chodzi Ci spadek napięcia na kanale.. Pisząc że Ugs nie ma wpływu na prąd drenu miałem na myśli tylko w przypadku odwrotnego spolaryzowania kiedy prąd płynie przez diodę.. dlaczego Ugs miałoby mieć wpływ prąd przepływający tylko przez tą wewnętrzną diodę?

    0
  • #4 02 Cze 2013 19:47
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Czyli jest ta dioda zależna czy niezależna od działania tranzystora?
    Niezależna

    Cytat:
    Bo napisałeś, że jak załączy się tranzystor to spadek napięcia na tej diodzie (?)
    spadnie do kilku mV.Chociaż raczej wydaje mi się, że chodzi Ci spadek napięcia na kanale..
    W ogóle nie napisałem na czym ten spadek napięcia i dobrze się domyśliłeś na kanale, ale na diodzie napięcie będzie to samo, tyle że nie będzie przewodziła. Jak chcesz się czepiać szczegółów to poczytaj o budowie MOSFET'a i dlaczego łączy się body z ze źródłem, w praktyce prąd kanału płynie przez dwa złącza pn a diody tylko przez jedno z nich.

    Cytat:
    Pisząc że Ugs nie ma wpływu na prąd drenu miałem na myśli tylko w przypadku odwrotnego spolaryzowania kiedy prąd płynie przez diodę.. dlaczego Ugs miałoby mieć wpływ prąd przepływający tylko przez tą wewnętrzną diodę?
    Moim zdaniem źle stawiasz sprawę, prąd w obwodzie zewnętrznym zmieni się niewiele, czy popłynie przez diodę i będzie spadek napięcia czy przez kanał i spadku napięcia "nie będzie", ale nie o prąd tu chodzi, dla urządzenia zewnętrznego może być różnica czy dostanie 5,0V czy 4,3V szczególnie że wiele urządzeń na 5V wymaga tolerancji ±5% to się nawet w tolerancji ±10% nie mieści.

    Z powodu że dioda w MOSFET'cie jest nie do usunięcia, dlatego w tym układzie, tranzystor przewodzi tylko w kierunku odwrotnym.

    0
  • #5 03 Cze 2013 17:11
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Mam wrażenie, że prąd przez włączonego MOSFET-a nie płynie przez żadne złącze ;) - płynie przez kontakty źródła i drenu, ale one nie są złączami P-N; i przez obszar wzbogacony w nośniki, w którym nie ma złączy (choć powstają przy braku wzbogacenia = wyłączeniu MOSFET-a).

    A osobna sprawa, że np. MOSFET z kanałem N (taki normalnie pracuje mając '+' na drenie) ma podłoże typu P, czyli przy podłączeniu na dren '-' względem podłoża przewodzi złącze dren-podłoże - czyli przy połączeniu podłoża ze źródłem i podaniu na dren '-' względem źródła to złącze przewodzi...

    0
  • #6 03 Cze 2013 21:26
    galsan
    Poziom 12  

    Dzięki Panowie za tłumaczenia, podstawowy problem został rozwiązany na forum arduino (w moim poście link do tematu), miałem nieco złe rozumienie pracy mosfeta. Przyznaję, że nieźle to tam wykombinowali. Temat do zamknięcia.

    Pozdrawiam

    0
  Szukaj w 5mln produktów