FAQ: Использование N-канальных транзисторов для защиты и комутации

[Don_ik_kot]

Рассмотрим два наиболее общих примера использования N-канальных транзиторов.

1. Защита сильноточной нагрузки от превышения напряжения источника питания:

Цепь питания включает предохранитель, N-канальный транзистор, стабилитрон, и резистор. Таким образом в штатном режиме база транзистора через резистор притянута на землю, стабилитрон закрыт, транзистор закрыт. При превышении питающего напряжения выше порога срабатывания стабилитрона, на базу транзистора подается положительное напряжения и транзистор открывается. Таким образом открытый транзистор замыкает выход источника питания на предохранитель. Предохранитель выгорает - цепь нагрузки обесточивается.



2. Комутация нагрузки сигналом логического уровня.

Для открытия транзистора достаточно напряжения порядка 2,5 В и тока не более милиампера. Это означает, что можно использовать сигналы логического уровня с микросхем контроллеров для комутации сильноточной нагрузки.

Например: на ноутбуке имеется светодиод обозначающий включенный Wi-Fi адаптер. Светодиод загорается только когда система полностью загружена. Сняв сигнал 3 В с ноги светодиода можно при помощи транзистора комутировать нагрузку, или, к примеру, реле, подающее управляющий сигнал на включение усилителя.



К N-канальным транзисторам относится, например, широко распространенный и знакомый многим IRFZ44 - номинальное напряжение 60 В, ток - 50 Ампер.
Также подобные транзисторы были обнаружены мной на старых материнских платах - CEP6030L - 30 В, 30 Ампер.

Разумеется на больших токах они будут сильно греться - поэтому в этих случаях целесообразнее использовать реле.

[Olegos]

А как управлять нагрузкой при включении поливика по + питания, например ШИМ? Как его вообще корректно включать.

[Alex-L]

Сообщение от Olegos

А как управлять нагрузкой при включении поливика по + питания, например ШИМ? Как его вообще корректно включать.

Присоединяюсь к вопросу. На показанных схемах управления нагрузкой везде рвется "минус", а как порвать "плюс"?
P.S. Пробовал экспериментировать с полевиками выдранными из горелых мамок гигабайт - чё-т ваще ничего не полчаеца Скорее всего полевики уже горелые были...

[DDenis]

может быть тогда не N канальные а P канальные?

[babaz]

Есть специальные транзисторные сборки которые могут управлять плюсом, вот например -
http://www.compel.ru/news/producers/2006112201
или
http://www.efo.ru/doc/Infineon/Infineon.pl?2075
там стоит свой драйвер, проблемы никакой в этом нет, просто нужно этим заняться, сам уже потихоньку перехожу на полевики вместо реле, другу поставил на включение сигнала, себе пока только на включение насоса омывателя и включение усилителя. Проблема только в высоковольтных импульсах попадающих в сеть при коммутации индуктивных нагрузок и в неправильной работе генератора (в том числе из за плохого контакта к аккумуляторной батарее), их нужно ограничивать или мощными стабилитронами или емкими конденсаторами, а лучше применить комплексные меры. Надеюсь скоро в моем авто не останется ни одной механической релюшки.

[Karim]

можно ли на прямик выходам счетчика к561ие8 подцепиться, и нужно ли будет сопротивление в 1к?
http://www.chip-dip.ru/product0/281105990.aspx

[Karim]

Простите делетанта
проблема в чем, на нагрузку через транзистор напряжение подается "плавно"... лама плавно загарается, плавно гаснет,

нужно чтоб как в реле либо горит либо нет, как это сделать, заранее огромное спасибо

[Virtual]

поясняю.
N-канальный MOSFET ключ требует подачи на затвор минимум 2.5в (в идеале 10в) отсюда если его ставить в цепь разрыва +са то нужно, напр. в авто Uборт сети+ 2.5в МИНИМУМ!
P-канальный MOSFET ключ управляется минусом (-) соответственно -
если его ставить в цепь разрыва +са то нужно, напр. в авто Uборт сети - (минус) 2.5в и ниже

но!
N канальных ключей ведро и маленькая тележка в дохлом комповом оборудовании, а за P канальным придется бежать в магаз .
применение N канальных ключей в схемах БП ШИМ вполне оправдано, просто придется принять доп меры для получения повышенного напр при управлении полевиками .

[SBorovkov]

А подскажите и мне тоже! ;-)

Хочу замутить ШИМ для управления вентилятором печки. Соответственно, частота должна быть от 25 кГц, насколько я понимаю, чтобы не слушать печку. В потолке ток двигателя будем считать ампер 8.

Нашел полевик IRLR8259PBF (документация на него тут:
http://www.irf.com/product-info/data...rlr8259pbf.pdf )

Мои мысли:
У полевика: заряд затвора 6,8 нКл, напряжение на затворе при котором он пропускает 8 ампер без заметного перегрева - 3.5 вольта.
Управлять хочу ногой микроконтроллера AVR, которая может пропустить в самом потолке 40мА
40мА уменьшаем до 30мА на всякий пожарный.
Считаем резистор между затвором транзистора и ногой МК - 5 вольт/0.03= 150Ом.
Теперь надо посчитать тепловыделение на транзисторе в момент переключения.
Максимальное тепловыделение - напряжение 7 вольт (половина от напряжения аккумулятора на транзисторе), ток 4А (тоже половина от номинального).

Будем считать, что заряжаем конденсатор емкостью 6.8нКл током падающим от 30мА (при 5 вольтах, когда кондансатор разряжен) до 10мА (когда на конденсаторе уже нужные 3.5 вольта).
В среднем 20мА.
Время заряда = заряд/ток= 3.4*10е-7 секунды. Это время заряда конденсатора, на переключении транзистора. Импульс меньше этого лучше просто не подавать :-).

Далее, на транзисторе будет выделяться точно меньше, чем
6.8нКл/20мА*7А*4В*25000Гц (вбиваем это в гугл прямо так, он выдает примерно 0.25 Вт). Умножаем на два (потери и при включении и при выключении) и добавляем потерю при полностью открытом транзисторе (0.07В*8А=0.5Вт). Итого - 0.25Вт*2+0ю5Вт=1Вт.

По документации, пролезает, радиатор не требуется.

Вопрос: ошибся ли я где-то?

[Virtual]

в теории вроде все верно, добавятся погрешности от самоиндукции и т.д. тоесть однозначно за 1Вт вылезеш
да и транзистор охлаждатся будет дорожкой платы... просто учти теплоотвод получше и все .

а у тебя что двигатель по минусу управляется?