Šiame straipsnyje aptariamas „mosfet“ naudojimas kaip jungiklis efektyviai perjungiant dideles srovės apkrovas. Grandinė taip pat gali būti transformuota į uždelsto išjungimo grandinę, atliekant paprastus pakeitimus. Dizaino paprašė p. Roderelis Masibay.

„Mosfet“ palyginimas su BJT

Lauko tranzistorių arba „mosfet“ galima palyginti su bjt arba paprastaisiais tranzistoriais, išskyrus vieną reikšmingą skirtumą.

„Mosfet“ yra nuo įtampos priklausantis įrenginys, skirtingai nuo BJT, kurie yra nuo srovės priklausantys įrenginiai, o tai reiškia, kad „mosfet“ įsijungtų visiškai, reaguodama į įtampą, viršijančią 5 V, esant beveik nulinei srovei per jo vartus ir šaltinį, o paprastas tranzistorius reikalautų palyginti didesnės įjungimas.

Be to, šis srovės poreikis proporcingai auga, kai jo kolektoriuje padidėja prijungta apkrovos srovė. Kita vertus, „Mosfets“ pakeistų bet kokią nurodytą apkrovą, neatsižvelgiant į vartų srovės lygį, kuris gali būti palaikomas žemiausiu įmanomu lygiu.

Kodėl „Mosfet“ yra geresnis BJT

Kitas geras dalykas, susijęs su „mosfet“ perjungimu, yra tai, kad jie visiškai siūlo labai mažą pasipriešinimą per dabartinį kelią į apkrovą.

Be to, „mosfet“ nereikalautų rezistoriaus, kad įjungtų vartus, ir jis gali būti tiesiogiai perjungiamas turima maitinimo įtampa, jei tai nėra per daug už 12 V ženklo

Visos šios savybės, susijusios su „mosfets“, tampa aiškiu nugalėtoju, lyginant su BJT, ypač kai jos naudojamos kaip jungiklis galingoms apkrovoms, tokioms kaip didelės srovės kaitinamosios lempos, halogeninės lempos, varikliai, solenoidai ir kt.

Kaip prašoma čia, pamatysime, kaip „mosfet“ gali būti naudojamas kaip jungiklis perjungiant automobilio valytuvų sistemą. Automobilio valytuvų variklis sunaudoja daug srovės ir paprastai perjungiamas per buferio pakopą, pvz., Reles, SSR ir kt. Tačiau relės gali būti linkusios susidėvėti, o SSR gali būti per brangios.

„Mosfet“ naudojimas kaip jungiklį

Paprastesnis variantas gali būti „mosfet“ jungiklio pavidalas. Sužinokime to paties grandinės detales.

Kaip parodyta pateiktoje grandinės schemoje, „mosfet“ sudaro pagrindinį valdymo įtaisą, kuriame praktiškai nėra jokių komplikacijų.

Jungiklis prie jo vartų, kurį galima naudoti įjungiant „mosfet“, ir rezistorius, užtikrinantis „mosfet“ vartų neigiamą logiką, kai jungiklis yra OFF padėtyje.

Paspaudus jungiklį, mosfet turi reikiamą vartų įtampą, palyginti su jo šaltiniu, kuris yra nulinis potencialas.

“kintamo greičio reguliatorius nuolatinės srovės varikliui ”

Trigeris akimirksniu įjungia „mosfet“, kad jo nutekėjimo rankoje prijungta apkrova visiškai įsijungtų ir veiktų.

Jei prie šio taško būtų pritvirtintas valytuvų įtaisas, jis ilgai valytųsi, jungiklis lieka nuspaustas.

Valytuvų sistemai kartais reikalinga uždelsimo funkcija, leidžianti kelias minutes nuvalyti prieš sustojant.

Atlikus nedidelę modifikaciją, pirmiau minėtą grandinę galima tiesiog paversti uždelsto išjungimo grandine.

„Mosfet“ naudojimas kaip uždelsimo laikmatis

Kaip parodyta toliau pateiktoje diagramoje, kondensatorius pridedamas iškart po jungiklio ir per 1M rezistorių.

Trumpam įjungus jungiklį, apkrova įjungiama, o kondensatorius įkraunamas ir joje kaupiamas.

Vaizdo demonstravimas

Kai jungiklis įjungtas IŠJUNGTAS, apkrova ir toliau gauna energiją, nes kondensatoriuje sukaupta įtampa palaiko vartų įtampą ir ją įjungia.

Tačiau kondensatorius palaipsniui išsikrauna per 1M rezistorių, o įtampai nukritus žemiau 3V, „mosfet“ nebegali išlaikyti, o visa sistema išsijungia.

Vėlavimo laikotarpis priklauso nuo kondensatoriaus vertės ir rezistoriaus reikšmių, padidinant bet kurį iš jų arba proporcingai padidinant vėlinimo periodą.

Vėlavimo skaičiavimas

Norėdami apskaičiuoti RC konstantos uždelsimą, galime naudoti šią formulę:

V = V0 x e^{(-t / RC)}

V yra slenkstis Įtampa, kai „mosfet“ turėtų tiesiog išsijungti arba tiesiog pradėti įsijungti.
V0 yra maitinimo įtampa arba Vcc
R yra išlydžio varža (Ω), sujungta lygiagrečiai su kondensatoriumi.
C (kondensatoriaus vertė (F) 100uF pavyzdyje)
t (išleidimo laikas, kurį norime apskaičiuoti (-ę))

norime sužinoti vėlavimą t) = yra^{(-t / RC)} = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

t = -Ln (V / V0) x RxC

Sprendimo pavyzdys

Jei pasirinksime slenksčio talpos įjungimo / išjungimo „mosfet“ vertę kaip 2,1 V, o maitinimo įtampą kaip 12 V, varžą kaip 100 K, o kondensatorių - kaip 100 uF, vėlavimą, po kurio „mosfet“ išsijungs, galima maždaug apskaičiuoti išsprendus lygtį kaip pateikiama žemiau:

t = -Ln (2,1 / 12) x 100000 x 0,0001

t = 17,42 s

Taigi iš rezultatų nustatome, kad vėlavimas bus apie 17 sekundžių

Ilgos trukmės laikmačio sudarymas

Palyginti ilgos trukmės laikmatis gali būti suprojektuotas naudojant aukščiau paaiškintą „mosfet“ koncepciją, kad būtų galima perjungti sunkesnes apkrovas.

Šioje diagramoje pavaizduotos jo įgyvendinimo procedūros.

Įtraukus papildomą PNP tranzistorių ir keletą kitų pasyvių komponentų, grandinė gali sukurti ilgesnę uždelsimo trukmę. Laikus galima tinkamai sureguliuoti keičiant kondensatorių ir rezistorių, sujungtus per tranzistoriaus pagrindą.