Convierta la salida del microcontrolador de 3,3 V a 6 V

He construido un puente H a partir de 4 MOSFET (PHP21N06LT) que se muestran a continuación. Este puente se utiliza para el control de la velocidad del motor en cualquier dirección y parada rápida. Tengo una placa de desarrollo con microcontrolador C8051F020 a bordo. He notado que si proporciono 6V a la compuerta de los mosfets, el motor funciona mucho más rápido que si proporciono 3.3V (igual que la salida del microcontrolador GPIO) a la compuerta y el motor no funciona tan rápido.

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Necesito de alguna manera subir el voltaje de la puerta a 6V cuando el microcontrolador GPIO sube y viceversa. Probé el siguiente circuito pero no hace lo que pretendo hacer.

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¿Voy en la dirección correcta? ¿Alguien puede sugerir algo?

¿De qué manera el circuito no hace lo que quieres? Debería tener una resistencia en serie en la base (algo así como 4.7K) pero debería funcionar.
@SpehroPefhany Creo que quiere decir que la lógica está invertida. Con su última configuración, la puerta MOSFET pasa a GND en lugar de 6V cuando el GPIO sube a 3.3V. Creo que necesita una unidad de lado alto para invertir la lógica GPIO conectada a la base BJT.
@SpehroPefhany, creo que hice algo mal al conectarme en la placa de pruebas. Funciona, pero como dice Ricardo, la lógica se invierte. Sería bueno si la lógica se mantuviera lógica y cuando se suministren 3.3V al transistor, el LED se ENCIENDA.
@Ricardo, tienes razón, el circuito funciona ahora, pero necesito que la lógica 'no' se invierta
invierta el gpio que impulsa los transistores superiores a través del NPN BJT.

Respuestas (2)

Podría simplemente conectar en cascada dos transistores como este:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Ah, veo que está usando MOSFET de canal n en el lado alto. Si es cierto, necesita más que el suministro del puente en 5 V (dependiendo del MOSFET) o usar MOSFET de canal p en el lado alto.

Los mosfets del lado bajo funcionarán bien con 6v en la puerta, pero conducir los mosfets superiores con 6v causará problemas.
En un puente N-mosfet, conducir los mosfet superiores con el mismo nivel de voltaje que el voltaje de drenaje (6v en este caso) los sobrecalentará porque operarán en un estado semiconductor.

Cuando aplica 6v a la puerta del mosfet superior, aplica un Vgs de 6v PERO tan pronto como el mosfet comienza a conducir, el voltaje en la fuente aumenta (se vuelve más positivo) y a medida que aumenta, Vgs disminuye cada vez más (ya que Vgs se hace referencia a la fuente y no a la tierra) hasta que el mosfet alcance un equilibrio. Ese punto de equilibrio está relacionado con el Vgs-th y mantendrá el mosfet en un estado medio abierto.
Hay dos fuerzas que mantienen este equilibrio, si el mosfet intenta conducir más, la fuente se volverá más positiva y Vgs disminuirá, si por el contrario intenta conducir menos, Vgs aumentará.

Para evitar este problema con un N-mosfet como interruptor lateral alto, debe usar una fuente de alimentación aislada que se aplicará entre la fuente y la compuerta y se sumará al voltaje existente o un voltaje más alto del que está conectado al drenaje. (si no está disponible, se puede generar con un circuito de arranque).

Dado que tiene 6v en la puerta, sería una buena idea usar alrededor de 6v + 5v en la puerta de los mosfets superiores. Una fuente de 12v sería muy conveniente si está disponible.

Otra opción es usar P-mosfets como interruptores laterales altos en el puente.


Un traductor de nivel que usa un solo transistor (acción no inversora) es como:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Y también está la solución mosfet (también sin inversión)

esquemático

simular este circuito

Gracias por tu respuesta. No tengo 12V. Una pregunta sobre el segundo circuito. Cuando está suministrando 3.3V a la puerta del mosfet (M2), ¿no conduce todo el tiempo, por lo que enciende el mosfet M1? ¿O lo estoy viendo de la manera incorrecta?
@DavidNorman Cuando la E / S de MCU es 0, entonces Vgs = -3.3v, por lo que M2 se enciende y baja la puerta M1 a 0 (apagado). Cuando la E/S es 3.3v, entonces Vgs = 0, por lo que M2 se apaga y R6 eleva la compuerta M1, esto enciende M1.