Simplificación de un interruptor MOSFET controlado por microprocesador

Necesito cambiar una carga, controlada por un microcontrolador. (En realidad, eludir una carga con un cortocircuito). Mi pregunta es cómo implementar el interruptor.

El circuito dispondrá de los siguientes raíles, además de la alimentación 2 V-50 V: +5 V, +12 V, -12 V.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Estoy luchando por simplificar mi diseño del interruptor. El problema es conectar el controlador con el "interruptor".

La siguiente es una idea que he tenido:

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simular este circuito

Sin embargo, me parece que se podrían simplificar tres transistores para este "interruptor".

Estoy usando un MOSFET, por lo que la resistencia de encendido sería baja, pero un BJT estaría bien. Pero de cualquier manera, no puedo ver un circuito más simple que permita que el interruptor sea controlado por un microprocesador.

Por ejemplo, para encender el MOSFET de canal P, cuando el riel de 2 V-50 V está a 2 V, la compuerta debería reducirse a alrededor de -2 V o menos. Y la forma más sencilla de conectar eso con un microprocesador sería tener un BJT tirando de la puerta V a -12, y otro BJT suministrando corriente a la base del último desde +5 V, que luego podría ser controlado por el microprocesador.

Por supuesto, si el sumidero de corriente constante está programado para absorber una pequeña corriente, y el riel de 25-50 V está a 50 V, el Vgate del MOSFET tendría que llevarse a aproximadamente +50 V para apagarlo. Mi circuito haría eso apagando los BJT.

¿Hay una manera más simple que me he perdido?

Sin un limitador de voltaje de puerta, su mosfer pronto se dañará, puede ir fácilmente más alto que el Vgs máximo (generalmente 20v). No entiendo el propósito del mosfet, usted dice que omita la carga, pero en ese caso, el mosfet se convertirá en la carga y tendrá que disipar toda la potencia proporcionada por el controlador de corriente constante, hasta 3A según el primer esquema. .
Gracias por señalar el sobrevoltaje en Vgs. Y sí, el MOSFET se convertirá en la carga. Básicamente, el riel 2v-50v será una fuente de alimentación bajo prueba, para corrientes dadas.
No puedo encontrar el nombre ahora, pero recuerdo MOSFET que son impulsados ​​​​más o menos por una fuente de luz interna que ilumina una celda solar, una especie de optoacoplador y MOSFET en uno (no me refiero a un relé de estado sólido) .

Respuestas (2)

¿Por qué no usar un relé? Se puede controlar desde la lógica de 5 V, posiblemente con un transistor para ayudarlo y los contactos del relé simplemente se conectarían en paralelo con la carga. Lo que no ha dicho es qué tan rápido necesita hacer el cambio de derivación de carga (hay algún PWM involucrado) y cuál es la corriente de carga máxima; esto puede llevarlo por la ruta MOSFET.

Aquí está el relé que consideraría si es solo para actuar como un interruptor de encendido / derivación de carga tonta: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Por cierto, en su segundo circuito no hay protección contra sobrevoltaje de la puerta cuando la fuente de alimentación es superior a 20 V (la mayoría de los MOSFET pueden manejar quizás 15 a 20 V en su puerta pero no 50 V).

Genial, gracias. La frecuencia de conmutación será muy lenta, por lo que un relé es una gran idea.
Eche un vistazo a cómo cambiará, ya que un relé es un dispositivo mecánico y no le dará ciclos infinitos. Si está cambiando millones de veces, los relés pueden fallar. Mire el número nominal de ciclos.

Puede usar un optoacoplador para controlar la puerta y un zener para limitar el voltaje de la puerta.

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Si su pin de E/S no puede proporcionar suficiente corriente para impulsar el optodiodo, es posible que deba usar un transistor o un mosfet pequeño.

+1, gracias: el relevo probablemente será más simple, pero espero que esto tenga un costo monetario más bajo. ¡Muy apreciado!
Sin embargo, una pregunta rápida: dado que el zener no se descompondrá sin 1 mA más o menos, ¿aún evitaría voltajes dañinos en Vgs mientras Q3 se enciende?
Me acabo de dar cuenta de que mientras Q3 se enciende (la corriente a través de D2 es inferior a 1 mA), el voltaje a través de D2 sería inferior a 15 V, por lo que debe proporcionar protección.
@Jodes Con una resistencia adecuada utilizada en el colector, tan pronto como el voltaje suba unos pocos voltios por encima de 12v, la corriente será suficiente para el correcto funcionamiento del zener. El rango de voltaje de 2-50v es demasiado alto, por lo que, en el extremo, la corriente puede volverse alta y esto puede requerir el uso de un zenner de 1W. Tal vez esto podría optimizarse con el uso de un voltaje más bajo para el zener (como 8v) para que la resistencia pueda ser más alta y la corriente en el extremo (50v) más baja. Esto también depende del mosfet utilizado y del nivel de Vgs necesario para lograr un Rds-ON bajo.
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