Necesita orientación para bloquear la salida del amplificador operacional (mosfet de canal N)

Hay muchos esquemas en línea para el bloqueo del interruptor del lado alto usando un mosfet de canal p o un transistor PNP, (yo) no pude encontrar ninguno para el lado bajo, así que traté de diseñar el mío propio:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Quiero que cuando la salida del amplificador operacional sea alta, el mosfet permanezca "encendido" incluso cuando la salida del amplificador operacional sea baja hasta que se presione SW3. el circuito funciona un poco en un simulador rudimentario pero hay dos problemas:

Primero; Cuando la salida del amplificador operacional pasa de alta a baja, el voltaje de la compuerta mosfet se reduce a ~ 2,5 V incluso si desconecto el emisor Q1 del colector Q2 y conecto el suministro de 12 V al colector Q2. obviamente porque la base esta a 2.5V...

Segundo; Quiero usar un botón normalmente abierto en lugar de normalmente cerrado.

Nota: sé que agregar un diodo de la salida del amplificador operacional a la entrada no inversora del amplificador operacional puede mantener la salida del amplificador operacional bloqueada, pero eso alterará/cambiará el voltaje en la entrada no inversora, lo cual no es deseable.

¿Cómo puedo solucionar los problemas descritos? ¿Hay un mejor enfoque para hacer esto?

¿Tiene alguna razón para no usar un chip digital como un flip-flop D (con reinicio) o un pestillo SR? ¿Y por qué está utilizando un amplificador operacional en esta aplicación en lugar de un comparador?
@ThePhoton Para reducir el recuento de piezas y el tamaño de la PCB, el amplificador operacional tiene un voltaje de compensación de entrada más bajo en comparación con los comparadores baratos comunes y la velocidad realmente no importa tanto.
Si su entrada es realmente un interruptor conectado a 2 y 0 V, entonces el voltaje de compensación por debajo de 1 mV es irrelevante. Y el uso de un comparador con salida de colector abierto eliminará la necesidad del diodo, lo que reducirá el número de piezas.

Respuestas (3)

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Presumiblemente, su límite de 100nF está destinado a forzarlo a una condición de 'ENCENDIDO' cuando se aplica energía. Puede agregar eso nuevamente, pero sería bueno agregar un diodo 1N4148 para evitar romper Q1 EB.


Dado que solo hay una oscilación de 2,5 V en el drenaje de M1, R6/R8 se utilizan para establecer un voltaje de 2,0 V en la base de Q2. Cuando M1 está "apagado", Q2 también está apagado.

Cuando el emisor se baja hasta cerca de 0 V, entonces Q2 conduce, activando Q1 y, por lo tanto, M1, retroalimentación positiva.

Al presionar SW1, Q1 se apaga para que el circuito de retroalimentación se rompa y el estado de salida dependa solo del estado del comparador. Si desea que SW1 apague M1 independientemente del comparador, lo haría de manera un poco diferente.


Editar: para que el interruptor anule el comparador, puede agregar una resistencia en serie como 10K a la puerta de M1 y cortocircuitar la puerta a tierra a través del interruptor.

Un par de personas han sugerido usar funciones lógicas. Para tomar la decisión de si puede usar una función lógica estándar, como un flip-flop o un par de compuertas de acoplamiento cruzado, hay algunas consideraciones:

  • ¿Funcionará el FF con seguridad desde +12? De lo contrario, se necesitan un regulador y los capacitores asociados, y algunas resistencias para mantener los voltajes de entrada dentro de las especificaciones. Si es así, entonces probablemente un paquete pequeño de una sola puerta no sea posible para un flip-flop.

  • ¿Cuál es el estado de encendido del FF? Si es aleatorio, es posible que se deba agregar algún circuito. Tal vez incluso un paquete de puerta adicional y otro chip nuevamente si desea usar funciones lógicas y chips de supervisión a prueba de balas.

  • Cuando se afirman tanto S como R, ¿cuál es el estado de salida? Es posible que pueda hacer que haga lo que quiere invirtiendo la función y agregando un inversor a la salida, pero esas son partes adicionales.

De cualquier manera, ciertamente es posible, solo con diferentes compensaciones.

El voltaje después de R1 es de 2,5 V debido al zener (LM336), que está activando la base Q1 sin importar qué.
@ElectronSurf Ah, está bien. No funcionará con eso allí.
Fijado..........
Gracias, los valores de R6 y R8 son tan altos que rompen la referencia de 2,5 V a ~1,7 V. Intenté reducirlos pero luego el circuito tenía el mismo problema que antes ...
Tenga en cuenta que R1 2.2K todavía está allí.
Gracias, tenia un mal cableado...
"Si desea que SW1 apague M1 independientemente del comparador, lo haría de manera un poco diferente". No necesito eso, pero me encantaría aprender a hacerlo de todos modos. cada vez que tuviera algo de tiempo libre, si pudiera agregar eso a la respuesta también. muy apreciado.

Puede ahorrarse muchos dolores de cabeza utilizando chips digitales para funciones digitales. Puede usar un latch SR aquí, o un flip-flop D con una entrada RESET.

Además, el uso de un comparador con salida de colector abierto en lugar del amplificador operacional le permite eliminar el diodo de su diseño. También elimina la necesidad de una fuente de alimentación negativa (suponiendo que el rango de voltaje de entrada real es de 0 a 2 V, como se muestra en el esquema)

Con un pestillo SR se ve así:

esquemático

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En la práctica, puede que le resulte más fácil obtener un S ¯ R ¯ pestillo (es decir, con entradas invertidas) --- entonces tendrá que intercambiar algunas conexiones para que las cosas funcionen.

Gracias, pero ¿no se puede hacer con componentes discretos?
@ElectronSurf, el punto de mi respuesta es que generalmente es más fácil no hacer eso. El diseñador de lógica digital ha hecho el trabajo de determinar las constantes de tiempo, asegurándose de que los umbrales de entrada y los niveles de salida sean correctos, verificando los tiempos de configuración y espera, etc., para que usted no tenga que hacerlo. Y los chips digitales básicos generalmente no cuestan más, consumen menos energía y ocupan menos espacio en la placa que una solución que requiere un par de transistores y un par de pasivos.
Estoy de acuerdo con @ThePhoton. Pero, si insiste en hacerlo con transistores discretos, simplemente busque el diseño del comparador y el pestillo SR, ya que ambos están construidos con transistores y diodos y demás.

La forma de enganche de la vieja escuela, que usaba relés y era anterior a la electrónica moderna, se llamaba "circuito sellado". mira eso. puedes usar los mismos principios con transistores. Sin embargo, es muy poco el beneficio de esto, ya que a menudo puede obtener chips de pestillo de puerta lógica estándar, en familias lógicas que funcionan con voltajes más altos que ya están disponibles en su sistema.