Смогут ли эта оптопара и полевой МОП-транзистор выдать 5 В + 2 А?

Я работаю над управлением питанием платы усилителя с питанием 5 В 2,4 А таким образом, чтобы попытаться устранить шум из динамика. Я спросил нескольких профессоров в моем университете, и они сказали, что оптопара будет лучшим вариантом. Поскольку мне нужна более высокая сила тока, мне также нужен полевой МОП-транзистор или транзистор или что-то в этом роде.

Следующая схема является результатом моих исследований и тестирования в Livewire. Идея состоит в том, что это будет моя первая нестандартная печатная плата, которую мы выгравируем в лаборатории, а затем включим в мой ремонт старого винтажного радиоприемника.

Принципиальная электрическая схема

Q1: МОП-транзистор IRL520 (или аналогичный)

Q2: Оптопара 4N35

CN1: Линия к источнику питания 5 В 2,4 А

CN2: Кабели к выключателю включения/выключения

CN3: линия питания к усилителю, требуется не менее 5 В 2 А

CN4: Линии управления к микроконтроллеру 3,3 В (Rasp0W или Arduino)

R1: 1 кОм, чтобы гейт не срабатывал, если только микроконтроллер не находится в состоянии ВЫСОКОГО уровня.

R2: ~250 Ом, чтобы убедиться, что светодиод оптопары (Vf~=1,5 В) получает только 10 мА от линии 3,3 В.

Когда я моделирую схему:

  • добавление источника 5В на CN1

  • замыкание клемм в CN2

  • добавление лампы/светодиода на CN3

  • добавление источника 3,3 В на CN4

Цепь остается замкнутой, когда на микроконтроллере низкий уровень, а когда он высокий, напряжение на затворе полевого МОП-транзистора составляет 3,3 В (провод, отмеченный фиолетовым). Однако это не означает, что лампочка на CN3 загорается.

Смоделированная схема цепи

Я думаю, что Livewire не знает, что я использую полевой МОП-транзистор логического уровня, поэтому считает, что мне нужно как минимум 5 В для запуска затвора.

Сможет ли эта схема подать 5В 2,4А на усилитель на CN3? Подходят ли детали или есть варианты получше? Спасибо!

Ответы (3)

Так не пойдет. Вам нужен p-канальный MOSFET (логический уровень) для переключения высокой стороны с низким падением. Ваша схема упадет до Vgs(on) при некотором токе, который зависит от нагрузки. Также вы должны значительно увеличить R3, так как ваш фототранзистор почти не включается. Попробуйте 10 000 или 20 000 (или, что гораздо лучше, вычислите его из наихудших значений таблицы данных, поскольку вы, вероятно, студент инженерного факультета).

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вы можете избавиться от оптопары и просто использовать обычный NPN BJT, такой как 2N4401, так как управляющий сигнал теперь привязан к земле.

Я действительно студент инженерного факультета, однако я занимаюсь гражданским строительством и никогда не изучал ничего электрического или электронного, кроме базового введения в Физику 101. Поэтому, основываясь на вашем комментарии, я перерисовал схему . Если я правильно понимаю, при загорании опто от микроконтроллера напряжение на затворе подтягивается к 0, т.к. Vgs равно -5В. Однако в симуляторе, который я использую, нет никакой разницы между включенным оптическим датчиком или нет, поэтому я не уверен, что схема плохая или это симулятор. новый МОП-транзистор - IRF9630
CN2 закорочен. Кроме этого, выглядит хорошо.

У вас неправильный соединитель

Чтобы использовать здесь N-канальный полевой транзистор, вам нужно иметь возможность поднять его затвор над истоком, чего не может сделать транзисторный выход вашего 4N35. Вместо 4N35 вам нужно устройство, называемое фотогальваническим изолятором , которое заменяет выход транзистора крошечным солнечным элементом, который может фактически генерировать необходимое напряжение, когда на нем светит светодиод. Полученная схема показана ниже в простейшем виде.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

(Конечно, переключатель верхней стороны PMOS будет работать для приложения переключения питания, но подход NMOS несколько более эффективен/универсален.)

«Сможет ли эта схема подать 5 В 2,4 А на усилитель на CN3?»

Нет. МОП-транзистор логического уровня не решит основной недостаток конструкции. Для желаемого выхода источник должен быть на +5 В. Но максимальное напряжение, доступное для затвора, составляет +5 В, поэтому Vgs равно 0 В. Вы используете транзистор в качестве повторителя, поэтому затвор должен быть выше источника. Для полевого транзистора логического уровня вам нужно 10 В на затворе, чтобы включить его. Это на 10 В выше GND, что на 5 В выше источника.

Решение состоит в том, чтобы перейти на p-канальный полевой транзистор. Когда исток привязан к входу +5 В, а сток к выходу, подключение затвора к GND приведет к подтягиванию стока к истоку (за вычетом потерь Rdson).

Смогут ли эта оптопара и полевой МОП-транзистор выдать 5 В + 2 А?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v