Control de ruta de alimentación con GPIO y MOSFET

No estoy particularmente familiarizado con el diseño lógico MOSFET y necesito verificar algunas cosas para asegurarme de que las tengo correctas y ver si hay mejores formas de hacerlo. Necesito controlar un terminal de entrada de batería de 12v con un nivel lógico de 3V3 desde un microcontrolador ARM. He armado el siguiente circuito mientras investigaba algunas otras respuestas en el intercambio de pila.Controlador de potencia

Power_Control es el ARM GPIO y funciona con lógica 3V3. Q1 es un Mosfet de canal N con hoja de datos . Tiene V_GS(th) = 2.1, siendo V_GS 0, cuando el GPIO es bajo y 3.3 cuando es alto. Así que asumo que debería funcionar, pero honestamente no sé si así es como debo leer la hoja de datos. Según tengo entendido, el modo de mejora NFET debe estar desactivado cuando V_GS = 0 y activado cuando V_GS>=V_GS(th) y un Enhancement PFET debe estar desactivado cuando V_GS=0 y activado cuando V_GS<=-V_GS(th).

Q2 es un Mosfet de canal P con ficha técnica . Tiene un V_GS máximo de +-20 V, así que asumo que está clasificado para manejar mi entrada y tiene un V_GS = -3 V y debería ser -12 cuando Q1 puede conducir o 0 cuando no puede conducir. La hoja de datos Q2 no lo especifica, pero supongo que es un modo de mejora. ¿Es esa una suposición correcta que se debe hacer?

En términos prácticos, ¿funcionará este circuito para obtener el resultado deseado? ¿Hay mejores formas de lograrlo? Menos componentes, precio más barato o si fuera posible usar 2 FET del mismo canal, ya que ahorrará costos.

probablemente quieras intercambiar D y S de Q2.
Eche un vistazo a la Fig. 5 en la hoja de datos para Q1. A 3V, la corriente de drenaje sigue siendo muy pequeña. Personalmente lo reemplazaría con un BJT y una resistencia base.
Gracias por la respuesta. La corriente de drenaje a través de Q1 solo debería ser de 1,2 mA, ¿no? 12V/10000. ¿Parece que debería poder manejar 50-100 mA de la Fig. 5?
Tienes razón, pensé que la gráfica estaba en mA pero está en A.

Respuestas (1)

Funcionará. La corriente de drenaje de 2N7002 a 3 V sigue siendo de alrededor de 0,1 A... lo cual está bien con la resistencia de 10 K (necesita solo 1,2 mA). Pero ni el encendido ni el apagado serán muy rápidos. Un diseño algo marginal. Haría una simulación de Monte Carlo si fuera para producción en serie.

Puede obtener interruptores de lado alto en un solo paquete en estos días, si eso es lo que está buscando. "mejores formas" depende de lo que entiendas por mejor. ¿Más protección para el interruptor? ¿Más económico? etc. Esto se cubrió en gran medida en una pregunta relacionada: cambiar (relativamente) alto voltaje del nivel lógico (no es la misma aplicación [diferentes voltajes], por lo que no lo llamaré un duplicado).

Supongo que lo consideraría una mejor aplicación si usara menos componentes, componentes más baratos o si pudiera hacerse con 2 FET del mismo canal, ya que se requiere un costo mínimo para un chip. No es para ningún tipo de circuito de conmutación rápida, pero se usa junto con un circuito detector de bajo voltaje simple para la entrada de 12v para que pueda apagar a los principales usuarios de energía en una pequeña placa una vez fuera si baja demasiado. Producciones menos de 5 en total, así que nada masivo.
@Thallazar: necesitaría especificar qué corriente de carga espera, qué tiempos de conmutación. etc. Para menos partes, use un solo interruptor con cambiador de nivel incorporado, por ejemplo, vishay.com/docs/73449/si1869dh.pdf Ese no puede manejar la misma corriente de carga que el Si2343 (si necesita tanto). Así que tienes que buscar a los demás.
También puede reemplazar el primer FET con un BJT que podría ser marginalmente más barato (a menos que sea para una producción a gran escala, no importará): electronics.stackexchange.com/questions/123710/… (Tenga en cuenta que al primer esquema le falta un Sin embargo, la resistencia base para el BJT).
La corriente de carga máxima para el lado de 12v debe ser algo así como 2.5A. Gracias por la ayuda, echaré un vistazo a los interruptores con cambiadores de nivel.
@Thallazar: Sí, los de paquete único suelen tener un voltaje de drenaje más bajo (<= 12 V) o corriente baja. La razón tiene que ver con que suelen ser planos en lugar de trincheras; consulte eetimes.com/document.asp?doc_id=1272433 para obtener un poco más.
Gracias por la ayuda y los enlaces. Veo en ese documento, así como en el interruptor que vinculó antes, que ambos tienen un capacitor que va desde Q2->Ext_Power (mis nodos de circuito). No mencionan los valores típicos en el documento que acaba de vincular, solo que se puede usar para ajustar mejor la velocidad de respuesta de sus circuitos. El ejemplo de BJT que vinculó tiene 33nF y el diseño del interruptor recomienda 1nF, ¿hay algo para determinar el valor, o simplemente en algún lugar en ese rango de nF?
@Thallazar: se explica en la página 4 en onsemi.com/pub_link/Collateral/AND9093-D.PDF
Control de ruta de alimentación con GPIO y MOSFET
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