PFET для включения/выключения питания системы

Есть пара проблем с вашей схемой. Я постараюсь обратиться к ним и ответить на ваши конкретные вопросы. Мой ответ основан на вашей схеме «Версия 2».

Во-первых, значение для R7 немного велико. Когда батарея все еще в порядке, этот резистор удерживает ток в базе Q1 на очень низком уровне, что пропускает очень небольшой ток через зеленый светодиод. Таким образом, падение напряжения на резисторе R5 мало, а это означает, что Vce транзистора Q1 будет несколько большим. Если оно слишком велико, напряжения будет достаточно для включения Q2, что также активирует красный светодиод. Я бы рекомендовал уменьшить R7 на порядок. 4.7k должно работать лучше.

Я думаю, у вас может быть неправильное понимание того, как работает P-канальный MOSFET. Они работают противоположно N-каналу. Когда напряжение на затворе меньше напряжения на истоке , транзистор открыт. Когда напряжение на затворе равно (или немного меньше) напряжения истока, транзистор не будет проводить. То, как вы подключили ворота, на самом деле приведет к обратному. Когда батарея в порядке, красный светодиод не светится. Вы правильно оценили, что напряжение на дне R6 будет примерно равно напряжению на шине питания. Это сделает ворота также равными шине питания, что означает, что Q4 будет выключен. Когда красный светодиод работает, напряжение на затворе падает, что приводит к включению транзистора Q4.

Вероятно, есть несколько способов заставить затвор Q4 опускаться, когда напряжение батареи высокое, и низкое, когда напряжение батареи низкое. Лично я бы использовал стабильное опорное напряжение и компаратор, чтобы получить хороший, четкий переход. Но чтобы не отставать от вашего дизайна, вот альтернатива, похожая на вкус вашей схемы.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Вы можете видеть, что логика транзистора для включения и выключения Q4 аналогична, но я отвожу узел между D1 и R8 и подаю его на базу нового npn. Вы могли бы почти использовать Q1 вместо размещения нового транзистора, но база Q2 заставляет ток течь через D2, R5 и R9, и, таким образом, напряжение там не совсем то, что нам нужно.

Одна вещь, которую следует учитывать при автоматическом отключении, заключается в том, что вы можете испытывать колебания мощности. Когда цепь после U3 разряжает батарею настолько, чтобы сработала отсечка, внезапная разрядка батареи может привести к тому, что ее напряжение снова поднимется выше порогового значения. Это снова включит Q4, что приведет к тому, что схема снова начнет потреблять ток, что повторит цикл. Возможно надолго. Если это неприемлемо, вам придется включить в схему гистерезис.

Чтобы ответить на ваш конкретный вопрос о D4, да, вы можете использовать этот диод. Пока напряжение на VINвыводе U3 находится в приемлемом диапазоне после падения диода. И, очевидно, D4 должен быть в состоянии комфортно обрабатывать максимальный ток в цепи ниже по потоку. То же самое, очевидно, верно и для Q4. Кроме того, вы должны учитывать падение напряжения на Q4 из-за Rds(on) транзистора.

Вы говорите, что используете батарею 9V. Это стандартная щелочная батарея 9 В, используемая в детекторах дыма и т. Д.? Если да, то мне любопытно, какой ток вы ожидаете извлечь из него. Аккумуляторы такого типа, как правило, имеют (относительно) высокое внутреннее сопротивление и не могут генерировать очень большой ток до того, как их напряжение начнет значительно падать. Если у вас только 10 миллиампер, вы, вероятно, в порядке. Гораздо выше, и вы можете столкнуться с проблемами напряжения.

Я не уверен, что МОП-транзистор с каналом P правильно смещен. Ваша другая логика кажется правильной. Q4 нуждается в отрицательных Вратах по отношению к Источнику, чтобы проводить. И наоборот, если Врата имеют положительный потенциал или близки к тому же потенциалу, что и Источник, они не будут проводить.

Я бы поменял местами соединения на Истоке и Сливе. Кроме того, резистор должен быть между шиной V_Batt и затвором. Это гарантирует, что устройство может выключиться. Затем удалите R12 и соедините соединение R6 и коллектора Q2 непосредственно с затвором Q4. Это должно гарантировать, что вы можете включать и выключать Q4.