В следующей статье рассматривается использование МОП-транзистора в качестве переключателя для эффективного переключения сильноточных нагрузок. Схема также может быть преобразована в схему задержки выключения с помощью простых модификаций. Дизайн был заказан г-ном Родерелом Масибаем.

Сравнение Mosfet с BJT

Полевой транзистор или МОП-транзистор можно сравнить с bjt или обычными транзисторами, за исключением одного существенного различия.

МОП-транзистор - это устройство, зависящее от напряжения, в отличие от БПТ, которые являются устройствами, зависящими от тока, что означает, что МОП-транзистор будет полностью включаться в ответ на напряжение выше 5 В при практически нулевом токе на затворе и истоке, тогда как обычный транзистор потребует относительно более высокого тока для включение.

Более того, это требование по току возрастает пропорционально увеличению тока подключенной нагрузки на коллекторе. С другой стороны, полевые транзисторы будут переключать любую указанную нагрузку независимо от уровня тока затвора, который может поддерживаться на минимально возможных уровнях.

Почему Mosfet лучше BJT

Еще одна хорошая вещь в переключении MOSFET - это то, что они проводят полностью, предлагая очень низкое сопротивление на пути тока к нагрузке.

Кроме того, МОП-транзистор не требует резистора для срабатывания затвора и может переключаться напрямую с доступным напряжением питания при условии, что оно не превышает отметки 12 В

Все эти свойства, связанные с MOSFET, делают его явным победителем по сравнению с BJT, особенно когда он используется в качестве переключателя для работы с мощными нагрузками, такими как сильноточные лампы накаливания, галогенные лампы, двигатели, соленоиды и т. Д.

В соответствии с просьбой здесь мы увидим, как МОП-транзистор может использоваться в качестве переключателя для переключения системы дворников автомобиля. Двигатель стеклоочистителя автомобиля потребляет значительный ток и обычно переключается через буферную ступень, такую как реле, SSR и т. Д. Однако реле могут быть подвержены износу, а SSR могут быть слишком дорогими.

Использование Mosfet в качестве переключателя

Более простой вариант может быть в виде переключателя mosfet, давайте изучим детали схемы того же.

Как показано на приведенной принципиальной схеме, МОП-транзистор образует основное управляющее устройство, практически без каких-либо осложнений.

Переключатель на его затворе, который можно использовать для включения МОП-транзистора, и резистор для поддержания отрицательной логики затвора МОП-транзистора, когда переключатель находится в положении ВЫКЛ.

Нажатие переключателя обеспечивает МОП-транзистор с требуемым напряжением затвора относительно его источника, имеющего нулевой потенциал.

“разница между защелками и вьетнамками ”

Триггер мгновенно включает МОП-транзистор, так что нагрузка, подключенная к его сливному плечу, становится полностью ВКЛЮЧЕННОЙ и работающей.

Если к этой точке присоединить стеклоочиститель, он будет протирать до тех пор, пока переключатель остается нажатым.

В системе стеклоочистителей иногда требуется функция задержки, позволяющая выполнить несколько минут очистки перед остановкой.

С небольшой модификацией вышеуказанную схему можно просто превратить в схему задержки выключения.

Использование Mosfet в качестве таймера задержки

Как показано на схеме ниже, конденсатор добавляется сразу после переключателя и через резистор 1M.

Когда переключатель на мгновение включается, нагрузка включается, а также конденсатор заряжается и накапливает в нем заряд.

Видео демонстрация

Когда переключатель находится в выключенном состоянии, нагрузка продолжает получать питание, поскольку накопленное в конденсаторе напряжение поддерживает напряжение затвора и поддерживает его во включенном состоянии.

Однако конденсатор постепенно разряжается через резистор 1M, и когда напряжение падает ниже 3 В, МОП-транзистор больше не может удерживать напряжение, и вся система выключается.

Период задержки зависит от номинала конденсатора и сопротивления резистора, увеличение любого из них или обоих увеличивает период задержки пропорционально.

Расчет задержки

Чтобы рассчитать задержку, создаваемую постоянной RC, мы можем использовать следующую формулу:

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

V - это пороговое напряжение, при котором МОП-транзистор должен просто выключиться или просто начать включаться.
V0 - напряжение питания или Vcc
R - сопротивление разряда (Ом), подключенного параллельно конденсатору.
C (значение конденсатора (F) в примере 100 мкФ)
t (время разряда, которое мы хотим вычислить (с))

мы хотим знать задержку (т) знак равно является^{(-t / RC)} = V/V0

-t/RC = Ln(V/V0)

t = -Ln (V / V0) x R x C

Пример решения

Если мы выберем пороговое значение включения / выключения МОП-транзистора как 2,1 В, напряжение питания 12 В, сопротивление 100 кОм и конденсатор 100 мкФ, задержка, после которой МОП-транзистор выключится, может быть приблизительно рассчитана путем решения уравнения как приведен ниже:

т = -Ln (2,1 / 12) х 100000 х 0,0001

t = 17,42 с

Таким образом, из результатов мы находим, что задержка будет около 17 секунд.

Создание таймера длительного действия

Относительно большой таймер может быть разработан с использованием описанной выше концепции МОП-транзистора для переключения более тяжелых нагрузок.

На следующей диаграмме изображены процедуры его реализации.

Включение дополнительного транзистора PNP и нескольких других пассивных компонентов позволяет схеме производить более длительный период задержки. Время можно соответствующим образом отрегулировать, изменяя конденсатор и резистор, подключенные к базе транзистора.