Jak załączyć tranzystor PMOS - poradnik konstruktora

[_LM_]

Problem: 

Podczas budowy pewnego urządzenia założyłem zasilanie akumulatorowe w zakresie napięcia 2.8 ... 3.6V (LiFePO4) zasilaniem urządzenia steruje STM6601 poprzez tranzystor PMOS

Jakoś bezkrytycznie przyjąłem że otwarcie tranzystora Q2 w pełni otworzy MOSFET ponieważ Vgs wyniesie około 3V. Niestety, prototyp szybko zweryfikował moje założenia, tranzystor za chiny nie chce się w pełni otworzyć. Jako protezę i tymczasowe rozwiązanie zastosowałem tranzystor PNP. Jednocześnie zacząłem poszukiwać PMOSa który mógłby się sprawdzić w tej roli. Trudno jednak znaleźć taki który mógłby przenieść te 6...8A i jednocześnie mieć na tyle niskie Vgs aby to otwarcie nastąpiło. Trzeba było poszukać innej drogi

Rozwiązanie:

Jako że nie chciałem zbytnio rozbudowywać tego prototypu o dodatkowe przetwornice a zależy mi aby zasilanie było sterowane od plusa, przypomniałem sobie o transoptorach - konkretnie był kiedyś w EdW artykuł który pokazywał że typowy transoptor to nie tylko optoizolacja ale też pewne źródło napięcia, kurczę, może jest coś takiego na rynku? No i mamy pewną gamę układów specjalizowanych ja wybrałem VOM1271 (Photovoltaic MOSFET Driver ) ponieważ był dostępny w TME. Jest to dokładnie to czego poszukiwałem już przy 7mA diody nasz sterownik fotowoltaiczny potrafi wytworzyć takie napięcie że MOS jest w pełni otwarty.  

Wpis dodałem jako ciekawostkę, raczej należy tak dobierać elementy aby nie było trzeba potem takich kombinacji, jednocześnie widzę od czasu do czasu pytania jak sterować tranzystorami P kiedy nie mamy wystarczających parametrów źródła zasilania.

Edytowano Styczeń 9, 2024 przez _LM_

[jand]

Czegoś tu nie rozumiem.

W przypadku pierwszego układu, w momencie załączenia tranzystora IFR5210 na jego bramce mamy ok. 0,2V (tranzystor 2N3904 jest nasycony). Ciekawi mnie, jakie napięcie  jest na bramce IFR5210 przy stosowaniu układu VOM1271 w momencie jego włączenia? Nawet jeśli to idealne 0V, to czy te 0,2V różnicy pomiędzy oboma rozwiązaniami tak zasadniczo zmienia sprawę?

Do takiego załączania napięcia polecałbym tranzystor P-MOS     AO3407 (I_D = 4,3A, V_GS = -1,9V)

Edytowano Styczeń 9, 2024 przez jand

[jand]

59 minut temu, jand napisał:

Czegoś tu nie rozumiem.

Chyba zrozumiałem.

Na wyjściu VOM1271 znajduje się nie fototranzystor, jak w "normalnych" transoptorach, ale coś na kształt fotoogniwa, które po oświetleniu wytwarza napięcie. Ponieważ  jest ono odseparowane od reszty układu, to dwa zaciski + i - możemy podłączać dowolnie. Mamy więc na drugim schemacie podłączony plus do masy, a minus go bramki tranzystora, tak więc wysterowany VOM1271 dostarcza dodatkowe napięcia ujemne i o taką wartość zwiększa się całkowite napięcie sterujące dla tranzystora IRF5210.

[_LM_]

1 godzinę temu, jand napisał:

Ciekawi mnie, jakie napięcie  jest na bramce IFR5210 przy stosowaniu układu VOM1271 w momencie jego włączenia?

Zmierzyłem -4V. Ten VOM1271 to nie jest typowy transoptor a układ z fotodiodami w strukturze, jego napięcie wyjściowe zależy od prądu diody dlatego zapewnił pewne włączenie tranzystora

 

Edytowano Styczeń 9, 2024 przez _LM_

[_LM_]

2 minuty temu, jand napisał:

Chyba zrozumiałem

Tak wynikło to z tego że nie opisałem działania tego elementu 

[jand]

5 minut temu, _LM_ napisał:

że nie opisałem działania tego elementu 

Nie ma takiego obowiązku.

Za szybko zacząłem pisać, zamiast dogłębnie pomyśleć.

Ale i tak polecam AO3407, którego używam.

[_LM_]

3 minuty temu, jand napisał:

Ale i tak polecam AO3407, którego używam.

Tak tylko u mnie musi zadziałać od 2.8 do 3.6V i dostarczyć wtedy do 8A prądu, szukałem zamiennika, ciężko znaleźć tranzystor który będzie otwarty w takich warunkach, stąd decyzja o zastosowaniu VOM. Właściwie to nie wiem jaka jest polska nazwa tego elementu, fotoogniwo?

[jand]

11 minut temu, _LM_ napisał:

dostarczyć wtedy do 8A

To więcej niż myślałem.

12 minut temu, _LM_ napisał:

Właściwie to nie wiem jaka jest polska nazwa tego elementu, fotoogniwo?

Angielska nazwa też jest raczej opisowa, a nie jedno słowo. Dla mnie fotoogniwo kojarzy się raczej z czymś większym, jak panele fotowoltaiczne, a tu pewnie są jakieś fotodiody (ale których złącza nie są polaryzowane, tylko stanowią źródło napięcia).

[_LM_]

1 minutę temu, jand napisał:

To więcej niż myślałem.

100x WS2812b a przed nimi przetwornica stepup do 5V, esp32, wyświetlacz. I o ile łatwo można policzyć że przy 5V te diody wezmą "tylko" 6A to trzeba wziąć pod uwagę że to 5V musi wyjść z minimalnego zakładanego 3V więc po stronie zasilania prąd będzie odpowiednio większy.