Usar un MOSFET para encender/apagar los LED que podrían tener voltajes inversos

Anteriormente pregunté sobre un circuito LED hace mucho tiempo.

El circuito que quiero hacer es 'notificador de voltaje inverso' . Si la entrada se invierte, se encenderá un LED (abajo, D2). Por supuesto, si la entrada es voltaje directo, entonces otro LED (abajo, D1) estará brillante.

Además, quiero usar estos LED solo si está en un lugar brillante. En otras palabras, en algunas ocasiones, quiero apagarlos.

En mi opinión, usar un MOSFET lógico es una muy buena opción. Sin embargo, hay un problema.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Pensé que esto era correcto, sin embargo, no quiero hacer humo y no lo había confirmado. V1 podría ser +12V ~ -12V. ¿Es correcto? Si no es así, ¿cómo podría trabajar en esto para que funcione en cualquier condición ( incluso si el V1 es voltaje inverso )?

D1 es para voltaje directo y D2 es para voltaje inverso. En voltaje inverso, la MCU no se enciende, por lo que no usé ningún MOSFET en el circuito D2. Por supuesto, el voltaje inverso no superará los 12V. El voltaje inverso máximo de los LED es de 5V.

** Editar: la MCU es STM32F411RE que estoy usando. Sin embargo, creo que esto no tendrá un papel importante. Podría considerar la entrada de MCU como solo la fuente lógica de 0V / 5V. **

Puede ver la hoja de datos de BSS138 aquí: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BSS138-D.PDF

Gracias.

¿Estás seguro de que tu conexión a tierra es correcta? ¿Por qué cambiaste el circuito? ¿Qué te hace pensar que el cátodo del LED D1 no estaba conectado a tierra en el circuito antes? Consulte las preguntas y respuestas sobre el LED de voltaje inverso máximo aquí
@ Unknown123 Mis disculpas. Vi que la conexión GND está mal justo después de algunas modificaciones. Dos LED están simplemente conectados en paralelo y tienen direcciones opuestas. En la simulación, este circuito falló. Creo que el MOSFET no funciona correctamente si la entrada es de voltaje inverso, pero no puedo pensar en una solución adecuada para esto.
si el suministro dado al circuito LED y al microcontrolador es el mismo?

Respuestas (2)

Use DOS MOSFETS en una configuración "espalda con espalda" para formar un solo FET efectivo sin diodo de cuerpo.

Conecte fuente a fuente, puerta a puerta.
Nombre un desagüe DU = Desagüe superior.
Nombre otro Drenaje DL = Drenaje Inferior.
Considere DL = fuente del par MOSFET.
Considere DU como drenaje del par MOSFET.

En este diagrama, tenga en cuenta que el drenaje y la fuente M2 se intercambian en comparación con el uso "normal".

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Coloque los LED en el circuito de drenaje MOSFET (entre DU y R1)
Conecte DL a tierra.
Conduzca dos puertas (unidas) como entrada.
(TAL VEZ digamos 1 megaohmio de fuentes unidas a tierra; intente sin él primero).

Informar.

Esto funciona (esperamos :-)) porque un MOSFET es un dispositivo de 2 cuadrantes.
Siempre que Vgs sea positivo, el MOSFET conducirá en cualquier dirección.

La simulación PUEDE no querer encender el par sin el 1 megaohmio mencionado anteriormente.
La vida real por lo general lo hará.

Drain DL = Drain Lower.pero Consider DL = source of the MOSFET pair._ Para mí esto es confuso sin esquema.
En realidad, me pregunto si entendí esto correctamente, pero al menos el resultado es 'Bueno'. Lo que dijiste funciona a las mil maravillas. Incluso si Vg = 0V a voltaje inverso, el LED D2 funciona.
@Unknown123 Los dos FET forman EFECTIVAMENTE un solo super-FET que tiene las características de funcionar como un solo NCHannel MOSFER sin DIODO DE CUERPO en una aplicación de encendido/apagado. Ambos portones se unen para hacer portón nuevo. Ambas fuentes están unidas Y FLOTANTES o conectadas a tierra a través de un megaohmio. Un desagüe es el "nuevo desagüe". Un drenaje es la fuente "nueva". Los dos drenajes son intercambiables ya que el dispositivo es de dos cuadrantes.
Ah, entiendo que lo que quieres decir es una configuración MOSFET consecutiva. Podrías decir en tu respuesta look up back-to-back MOSFET configuration in google for more informationque definitivamente lo entendería de inmediato. Pero, de todos modos gracias por explicar.
@ Unknown123 Agregué un diagrama Y lo edité para incluir "espalda con espalda" en la explicación :-).
@ChanhoJeon El LED D2 NO debería funcionar si Vcontrol = 0. ¿Tiene un FET con d&s invertido según las instrucciones (y ahora el diagrama)?
Confirmé que mi pensamiento en la simulación según sus instrucciones es correcto y el circuito real también. Usé 2N7000 y sus fuentes están conectadas y flotan. La puerta está conectada con el mismo voltaje de la fuente. Entonces, si el voltaje de entrada es -12V, entonces Vg también es -12V.
Reconfirmado. Parece que tienes razón. Si el voltaje es 0, entonces esto no funciona. De todos modos, encontré una manera de trabajar con esto.
@ChanhoJeon Cuando dices cosas como "... cuando el voltaje..." no está del todo claro lo que quieres decir. Y si "el voltaje de entrada" === Vin en mi diagrama, NUNCA estará a -12V ya que la salida de MCU está en 0 o MCU-Vdd = +3V3 o +5. Así que no está claro lo que quieres decir en absoluto. El circuito debe funcionar para CUALQUIER voltaje en el rango de -12 a +12 en la línea nominal de +12 V y 0 o MCU_Vdd en la línea Vin.
Me pregunto si Vin no debería tener menos voltaje. ¿Se permite el único voltaje positivo?
@ChanhoJeon El circuito presentado anteriormente se llama Interruptor de alimentación bidireccional: N-MOSFET conectados espalda con espalda en configuración de fuente común . Tanto IRF530 como BSS138 están en modo Mejora. El MOSFET de mejora de canal N solo se activará si el voltaje de puerta a fuente es mayor o igual que el voltaje de umbral de puerta V GRAMO S >= V T H . Consulte la Figura 4. Variación de resistencia con voltaje de puerta a fuente, página cuatro en su hoja de datos BSS138 vinculada anteriormente, por ejemplo.
@ChanhoJeon Tensión negativa de V i norte está permitido desde la calificación máxima absoluta V GRAMO S de IRF530 y BSS138 es ± 20 V . Pero al usar negativo V GRAMO S no podría encender los MOSFET, en su lugar, aumentará aún más el R D S (resistencia de fuente de drenaje) que eventualmente reduce la corriente de fuga que no le importaría mucho en esta aplicación.
@ChanhoJeon Como dice Unknown23: -el voltaje de puerta está PERMITIDO hasta el máximo especificado en la hoja de datos PERO 1. No es lo que preguntó inicialmente, por lo que si se usó voltaje negativo en un intento de encenderlo, sería "Nueva pregunta" - no "No funcionó". 2. Como dije anteriormente, al usar un mcu, el voltaje de control será cero o +ve con un mcu con referencia a tierra Vdd.||| ¡Experimentar y aprender es bueno! :-) - probar otros arreglos mentalmente o en simulación o en la práctica te enseña mucho más que simplemente "usar la respuesta provista".

ingrese la descripción de la imagen aquí

elija cualquier LED, N-MOSFET y resistencia de valor respectivo. cualquiera que sea la polaridad del suministro, el circuito funcionará de la siguiente manera

diodo de cuerpo de un N-MOSFET -> Resistencia -> LED eso es todo,

cualquiera de los LED brillará con respecto a la polaridad del suministro.

si no desea que se ilumine ninguno de los LED, proporcione un voltaje de compuerta válido tanto al N-MOSFET como a la MCU. ahora el flujo de trabajo será el siguiente

diodo de cuerpo de un N-MOSFET -> Resistencia -> Canal N de otro N-MOSFET

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