¿Son razonables los valores seleccionados para R1 y C1?

¿Alguien puede ayudar con el circuito y específicamente con la selección de valores para R 1 y C 1 ?

EsquemáticoTraté de crear un interruptor MOSFET 1A basado en canal p para MCU basado en OnSemi AND9093 usando MOSFETS en aplicaciones de interruptor de carga .

Después de leer la nota de aplicación, se tomaron las siguientes decisiones:

  • R 1 es 5 k Ω para limitar la corriente a través de Q1 a ~1mA a +5 VCC
  • R 3 es 5 k Ω dimensionado para ~ 1 mA a través del pin GPIO de MCU
  • R 4 es 50 k Ω para drenar cualquier voltaje entre el pin GPIO de la MCU, cuando la MCU aún no se ha inicializado para evitar el encendido accidental.
  • R 4 es 50 k Ω basado en 10 veces el valor de R 3 .

La nota de aplicación también se refiere a la necesidad de R 1 y C 1 para limitar la corriente de irrupción debido a la capacitancia de la carga. Ahí es donde me quedé atascado. La fórmula (ec. 8) en la página 4 es

R 1 = R 2 ( V i norte − V s gramo ( metro a X ) ) V s gramo ( metro a X )

dónde

  • V i norte = +5V
  • R 2 = 5000 Ω
  • V s gramo ( metro a X ) de IRF7406 ( q 2 ) =[Tensión de puerta a fuente] = ± 20V (¿He leído bien la ficha técnica?)

Parece que usar el valor negativo para V s gramo no tiene sentido ya que resultaría en negativo R . ¿Es eso correcto?

El cálculo es entonces

R 1 = 5000 ( 5 + 20 ) 20 = 6250 Ω

La fórmula para C 1 (eq.9) está en la página 4. Estimo C yo o a d como 20 m F y I i norte r tu s h a las 5A. ¿Son válidas las suposiciones? La carga regular será I yo o a d = 0.5 A

luego calculo C 1 como 0.001716 m F. ¿El valor de C 1 ¿tener sentido?

Planeo usar el circuito para 12V en otra encarnación, así que estoy tratando de entender los cálculos.

IRLML6346TRPBF se selecciona para Rds más bajos en comparación con 2N7002, por ejemplo.

PD: soy un DYI aficionado que intenta hacer cosas simples.

Aquí está el esquema actualizado sin D2:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Respuestas (1)

Después de leer la nota de aplicación, se tomaron las siguientes decisiones: •R1 es 5K para limitar la corriente a través de Q1 a ~1ma a +5 VCC

No, eso se hará por el total de R1 y R2. ¿Y por qué limitar la corriente a 1 mA?

•R3 tiene un tamaño de 5K para ~1ma a través del pin GPIO de MCU

No, puede usar prácticamente cualquier tamaño de resistencia que desee, ya que la resistencia de puerta de un MOSFET es muy grande. Es cierto que desea algo de resistencia para reducir la corriente máxima en la capacitancia de la puerta (270 pf), pero no necesita tanto.

•R4 es 50K para drenar cualquier voltaje entre el pin GPIO de la MCU, cuando la MCU aún no se ha inicializado para evitar el encendido accidental.

•R4 es 50K basado en 10 veces el valor de R3.

Si bien esta es una buena práctica general, en el presente caso no importa mucho, ya que el pin MCU incorporará un menú desplegable activo. Dicho esto, también podría hacerlo, y su elección de proporción es correcta.

La nota de aplicación también se refiere a la necesidad de que R1 y C1 limiten la corriente de arranque debido a la capacitancia de la carga. Ahí me quedé atascado. La fórmula (ec. 8) en la página 4 es

R1 = R2 *( Vin - Vsg(máx))/Vsg(máx)

donde •Vin = +5V •R2 = 5000 •Vsg(max) de IRF7406 (Q2) =[Voltaje de puerta a fuente] = +/-20V (¿Leo la hoja de datos correctamente?)

Parece que usar el valor negativo para Vsg no tiene sentido, ya que daría como resultado una R negativa. ¿Es correcto?

Estás perdiendo el punto. El establecimiento de la relación de R1:R2 tiene por objeto evitar que se exceda el límite de Vsg cuando la tensión de alimentación es superior a Vsg. En este caso, como Vin (5 voltios) es menor que Vsg (máx.) (20 voltios), eso no puede suceder, y de lo que debe preocuparse es de producir un Vsg que sea demasiado pequeño y no encienda Q2. En el caso actual, sus valores de R1 y R2 producirán un impulso de compuerta de 2,2 voltios, que parece bajo.

El cálculo es entonces

R1= 5000 * (5 + 20) / 20 = 6250

En este caso, sugeriría usar R2 = 4k y R1 = 1k, para dar una unidad Vsg nominal de 4 voltios.

La fórmula para C1 (eq.9) está en la página 4. Supongo que estimo Cload como 20uF y Iinrush en 5A. ¿Son válidas las suposiciones? La carga regular será Iload=0.5A

No tengo idea.

Luego calculo C1 como 0.001716uF. ¿Tiene sentido el valor de C1?

Más o menos. Regrese y rehaga con un nuevo R1.

Planeo usar un circuito para 12V en otra encarnación, así que trato de entender los cálculos.

Tenga en cuenta que, incluso con un suministro de 12 voltios, no puede exceder Vsg (máximo) sin importar cuánto lo intente.

IRLML6346TRPBF se selecciona para Rds más bajos en comparación con 2N7002, por ejemplo.

¿Por qué? Ya ha declarado su intención de limitar la corriente de Q1 a 1 mA. Incluso si Rds es de 1 ohm, solo tendrá una caída de voltaje de 1 mV. Está utilizando un MOSFET de 3 amperios para extraer 1 mA.

Y finalmente, ¿qué demonios está haciendo D2? ¿Te das cuenta de que es un zener de 25 voltios en un circuito de 5 voltios?

Acerca de D2, tal vez con una carga inductiva, un pico de voltaje de apagado podría dañar la puerta Q2 a través de C1, por lo que el pico se sujeta a través de D2. Lo raro es que Q2 ya lleva el diodo de protección, como todo mosfet de potencia.
@VladimirCravero: para un pico de carga negativo, D1 ya lo tiene cubierto. Para un pico positivo, D2 tendrá una polarización directa y no se producirá ninguna acción zener.
Tal vez quería usar un Schotky...
@Vladimir Cravero: D1 se colocó porque la idea era poder alimentar tanto SSR como un relé normal. Este último es inductivo.
Sé para qué sirve D1, la pregunta es: ¿y D2?
@WhatRoughBeast: Entendí que debido a las capacitancias en PMOS Vgs se pueden exceder en el apagado según AN804 de Vishay (MOSFETS de canal P, la mejor opción para conmutación de lado alto, [enlace] vishay.com/docs/70611/70611 . pdf ).
@Vladimir Cravero - D2 se agregó según Vishay AN804. Tengo entendido que la carga de PMOS debe descargarse durante el apagado, puede crear un pico de voltaje, por lo tanto, D2, que es zener con V < Vdss (máx.). ¿Tiene esto sentido o debería eliminarse D2 del circuito?
@WhatRoughBeast: ¿Comprendo correctamente que Vout será 1V? Si observo el divisor de voltaje Vin <--->R2(4K)<-->Vgate<-->R1(1K)<-->Gnd, entonces Vout=[R1 / (R1 + R2)]*5 =1V. enlace _ ¿Deberían reservarse los valores R2=1K y R1=4K para obtener Vgate=4V?
@sdo_riga - sobre el zener. Aparentemente te refieres a la Fig. 6 en AN804, ¿verdad? Tenga en cuenta que este circuito es para un controlador complementario que opera a alto voltaje, y ningún caso se aplica aquí. Incluso suponiendo que necesita el zener (no lo necesita), su valor se calcula como 2 Vdd - Vgs (th). En este caso, 2Vdd es el voltaje total y es de 5 voltios, y para un irf7406 Vgs(th) es de 1 voltio. Pero mire, ninguna parte del circuito puede superar los 5 voltios, por lo que la diferencia entre 2 puntos no puede exceder los 5 voltios. Entonces Vgs nunca puede exceder los 5 voltios y no necesita protección.
@sdo_riga - sobre el nivel de salida - No, la salida no será de 1 v. La unión entre R1 y R2 será de 1 voltio, colocando 4 voltios en la puerta/fuente. Esto encenderá Q2 con fuerza, conduciendo cualquier carga a casi 5 voltios. Este circuito no es un seguidor, es un conmutador. Para un MOSFET tipo P, en esta configuración, el voltaje de control se aplica hacia arriba, no hacia abajo. Piense en ello como (más o menos) como un transistor PNP con el emisor en +5.
@WhatRoughBeast - ¡Muchas gracias por los comentarios! Se elimina D2. Sí, olvidé que Q2 es PMOS, por lo que R2/R1 son como señalaste anteriormente. ¡Gracias de nuevo!
¿Son razonables los valores seleccionados para R1 y C1?
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