MOSFET High Side Switch de alta tensión DC (60V), mejora y asesoramiento

Esta es mi primera publicación en este grupo de pila, así que discúlpeme por las deficiencias de mi pregunta.

Estoy diseñando un circuito para un interruptor lateral alto de alrededor de 60 V CC (batería). Se adjunta un boceto del circuito que tengo hasta ahora. VBat es de alrededor de 60 V, el interruptor aquí es un interruptor controlado por voltaje, que cambia durante 2 segundos; en la vida real, será un simple interruptor momentáneo "controlado a mano". R7 representa la carga (que al final será un regulador de voltaje).

Cuando se simula, el circuito parece funcionar, pero no sé si este enfoque es razonable.

Mis tres preguntas principales son:

  • El divisor de voltaje R1 / R2 reduce los 60 V a 10 V, porque la mayoría de los interruptores momentáneos parecen estar construidos para 12 V. Es por eso que elijo que R1 / R2 sea tan alto, para reducir la corriente de fuga constante tanto como sea posible. ¿Tengo que temer alguna antena, u otros efectos no deseados con resistencias tan altas?
  • ¿Hay un mejor enfoque, sin corriente de fuga, para usar interruptores de 12V?
  • ¿Hay tal vez un mejor enfoque en general?

Solo para estar en la misma página, aquí hay una breve descripción de lo que debe hacer el circuito: Siempre que alguien presione (y mantenga presionado) el interruptor momentáneo (voltaje regulado en el esquema solo para simulación), la carga, representada por R7, debería cambiarse a 60 V en el lado alto. Posteriormente la carga será un regulador de voltaje que da salida a 5V para alimentar un microcontrolador y unos leds. Por eso estaba pensando en un interruptor de lado alto, para tener la misma tierra para todos los componentes.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Conecte SW4 sobre R2 y la base al medio de R1 y R2.
es decir, no deje entradas flotantes sujetas a interferencias perdidas de muy alta impedancia y ruido de baja corriente.
¿Quieres decir corto la base de q1 a tierra con una resistencia?
No. Mantenga la polarización de Vbe a tierra en todo momento con pullup, luego desvíe la base a tierra. Siempre puede usar BC846BLT3G NPN 65V en el lado bajo y luego el interruptor mecánico Vbe//Load*20 para pullup x5 Rbe para 60V
Los altos valores de resistencia en ese divisor de voltaje solo proporcionarán alrededor de 5.6uA en la base de Q1. Eso no parece que esté lo suficientemente cerca de la corriente para hacer que Q1 tire de R6 lo suficientemente bajo como para encender M1.
¿Cuál es tu carga? ¿Un motor?
La carga es un regulador de tensión con salida de 5V, que alimentará una uC y unos led's. Es por eso que quiero un interruptor de lado alto, para tener la misma conexión a tierra para todos los componentes.
@brhans: según la simulación, la base actual de Q1 parece ser suficiente. los valores del transistor son de este tipo: docs.rs-online.com/0b05/0900766b8121b520.pdf
@MatsKarlsson es la reorganización del interruptor, del que hablaste, como en la respuesta de Tony Stewart a continuación.
Si la carga es solo un regulador de 5 V separado, puede intentar buscar un regulador que tenga un pin de habilitación de salida. Es una característica razonablemente común y (probablemente) se podría usar con un interruptor de bajo voltaje.
la mayoría de los interruptores momentáneos parecen estar construidos para 12V es un razonamiento muy inestable para elegir su red de polarización base. Creo que se necesita algo de aprendizaje sobre los transistores de unión bipolar. El On Semi MMBTA06L tiene un VBE (ON) de solo 1,2 V CC máx.
Entonces, casi todos los interruptores que encontré están construidos para 12V o 24V. Solo hay muy raros para cambiar los 60V directamente. Es por eso que quiero un circuito que use de manera segura una variante de 12V. ¿Qué estás sugiriendo exactamente con respecto a la NPN? Tengo entendido que se enciende por encima de 1,2 V, siendo el Vbe máximo de 80V. En mi caso rondaría los 10 V.. ?
Las figuras 7-9 deben ser de su interés en onsemi.com/pub/Collateral/MMBTA05LT1-D.PDF . Los BJT no son impulsados ​​por voltaje, sino por corriente en la base. Si desea un dispositivo impulsado por voltaje, reemplácelo con un FET.

Respuestas (2)

Necesita respaldar su pensamiento sobre cinco pasos. no debería ser

  • Necesito cortar la entrada a un regulador, entonces
  • Necesito un interruptor de lado alto, así que
  • Necesito convertir de un interruptor de lado bajo

En cambio, debería ser

  • Necesito deshabilitar un regulador, entonces
  • Necesito un regulador con una línea de habilitación.

El caso más simple es algo así como un ZXTR1005K4 con 100 V CC de entrada máx., 5 V CC de salida fijos y su botón pulsador yendo a la línea de habilitación. Esto no tiene en cuenta que, si tuviera que hacer una conjetura muy dudosa de que la corriente de entrada de su regulador es 60 V/400 R = 150 mA, esto superaría la clasificación actual de este dispositivo y tendría que comparar precios un poco más. .

Lo más simple que puede hacer es revisar su idea de que es difícil obtener un botón pulsador con capacidad para 60 V y simplemente colocarlo en la ruta de entrada de un regulador fijo sin habilitar. Hay muchos interruptores fuera de la madre que satisfacen sus criterios.

"Debería" implica una directiva autorizada innecesaria. El diseñador puede elegir un 1) interruptor primario del lado alto o 2) un interruptor primario del lado bajo o una 3) línea de habilitación o un 4) interruptor secundario, según otras consideraciones que no se den, como límite de corriente desactivada, límite de corriente activado, costo pero una entrada flotante es la única falla crítica, susceptible a ruidos perdidos y disparadores falsos cuando está apagada.

Mejor manera

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La desventaja es que R102 usa 700 mW y debe tener una clasificación de >=1W

Mantenga un bucle lógico con el área físicamente más pequeña posible (par trenzado) para minimizar los efectos de una antena de bucle. Agregue RF Cap a Vbe para AM o supresión de interferencia de ruido de arco > 100 kHz >> 20 dB, por ejemplo, 1 kHz

Perdón por mis preguntas estúpidas, pero: no veo ningún interruptor en los últimos ejemplos y su primer ejemplo parece hacer lo contrario de lo que quiero. En su ejemplo, el mosfet siempre está encendido y apagado cuando el interruptor está cerrado, ¿verdad?
La señal de onda cuadrada es su interruptor. ¿Querías mostrar eso como tu dedo?
Jaja no. Pero en realidad no hay señal de onda cuadrada. Solo los 60V y un interruptor. Y el interruptor solo está clasificado para 12V. ¿Y estoy en lo correcto acerca de su primera solución?
ahora dígame... Ponga TODAS LAS ESPECIFICACIONES de DISEÑO en cuestión antes de diseñar cualquier cosa
Me encanta tu dibujo con los dedos ;) ! solo una pregunta sobre el primer boceto: ¿no está el interruptor a 60 V cuando está abierto? ¿Está eso en conflicto con la especificación del interruptor de 12 V?
sí, ignóralo... usar un Nch FET cuesta unos cuantos centavos más, pero la mejor solución es un Vdd nominal > 65 V, entonces Rg puede ser de 400 k hasta 100 k a tierra y 1 M // Vgs GTG
-1 Idiota presente.. Andy sabias quien?
Que alguien le pregunte a Andy si votó negativo -1
@andyaka tiene algo constructivo o crítico que decir, esto puede mostrar tu personalidad.
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