Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 3.

Кроме транзисторов и сборок Дарлингтона есть еще один хороший способ рулить мощной постоянной нагрузкой — полевые МОП транзисторы.
Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением.

МОП (по буржуйски MOSFET) расшифровывается как Метал-Оксид-Полупроводник из этого сокращения становится понятна структура этого транзистора.

Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает. Чем выше напряжение, тем больше зарядов и ниже сопротивление, в итоге, сопротивление может снизиться до мизерных значений — сотые доли ома, а если поднимать напряжение дальше, то произойдет пробой слоя оксида и транзистору хана.

Достоинство такого транзистора, по сравнению с биполярным очевидно — на затвор надо подавать напряжение, но так как там диэлектрик, то ток будет нулевым, а значит требуемая мощность на управление этим транзистором будет мизерной, по факту он потребляет только в момент переключения, когда идет заряд и разряд конденсатора.

Недостаток же вытекает из его емкостного свойства — наличие емкости на затворе требует большого зарядного тока при открытии. В теории, равного бесконечности на бесконечно малом промежутки времени. А если ток ограничить резистором, то конденсатор будет заряжаться медленно — от постоянной времени RC цепи никуда не денешься.

МОП Транзисторы бывают P и N канальные. Принцип у них один и тот же, разница лишь в полярности носителей тока в канале. Соответственно в разном направлении управляющего напряжения и включения в цепь. Очень часто транзисторы делают в виде комплиментарных пар. То есть есть две модели с совершенно одиннаковыми характеристиками, но одна из них N, а другая P канальные. Маркировка у них, как правило, отличается на одну цифру.

Нагрузка включается в цепь стока. Вообще, в теории, полевому транзистору совершенно без разницы что считать у него истоком, а что стоком — разницы между ними нет. Но на практике есть, дело в том, что для улучшения характеристик исток и сток делают разной величины и конструкции плюс ко всему, в мощных полевиках часто есть обратный диод (его еще называют паразитным, т.к. он образуется сам собой в силу особенности техпроцесса производства).

У меня самыми ходовыми МОП транзисторами являются IRF630 (n канальный) и IRF9630 (p канальный) в свое время я намутил их с полтора десятка каждого вида. Обладая не сильно габаритным корпусом TO-92 этот транзистор может лихо протащить через себя до 9А. Сопротивление в открытом состоянии у него всего 0.35 Ома.
Впрочем, это довольно старый транзистор, сейчас уже есть вещи и покруче, например IRF7314, способный протащить те же 9А, но при этом он умещается в корпус SO8 — размером с тетрадную клеточку.

Одной из проблем состыковки MOSFET транзистора и микроконтроллера (или цифровой схемы) является то, что для полноценного открытия до полного насыщения этому транзистору надо вкатить на затвор довольно больше напряжение. Обычно это около 10 вольт, а МК может выдать максимум 5.
Тут вариантов три:

• На более мелких транзисторах сорудить цепочку, подающую питалово с высоковольтной цепи на затвор, чтобы прокачать его высоким напряжением
  
• применить специальную микросхему драйвер, которая сама сформирует нужный управляющий сигнал и выровняет уровни между контроллером и транзистором. Типичные примеры драйверов это, например, IR2117.
  

  Надо только не забывать, что есть драйверы верхнего и нижнего плеча (или совмещенные, полумостовые). Выбор драйвера зависит от схемы включения нагрузки и комутирующего транзистора. Если обратишь внимание, то увидишь что с драйвером и в верхнем и нижнем плече используются N канальные транзисторы. Просто у них лучше характеристики чем у P канальных. Но тут возникает другая проблема. Для того, чтобы открыть N канальный транзистор в верхнем плече надо ему на затвор подать напряжение выше напряжения стока, а это, по сути дела, выше напряжения питания. Для этого в драйвере верхнего плеча используется накачка напряжения. Чем собственно и отличается драйвер нижнего плеча от драйвера верхнего плеча.

• Применить транзистор с малым отпирающим напряжением. Например из серии IRL630A или им подобные. У них открывающие напряжения привязаны к логическим уровням. У них правда есть один недостаток — их порой сложно достать. Если обычные мощные полевики уже не являются проблемой, то управляемые логическим уровнем бывают далеко не всегда.

Но вообще, правильней все же ставить драйвер, ведь кроме основных функций формирования управляющих сигналов он в качестве дополнительной фенечки обеспечивает и токовую защиту, защиту от пробоя, перенапряжения, оптимизирует скорость открытия на максимум, в общем, жрет свой ток не напрасно.

Выбор транзистора тоже не очень сложен, особенно если не заморачиваться на предельные режимы. В первую очередь тебя должно волновать значение тока стока — I _Drain или I_D выбираешь транзистор по максимальному току для твоей нагрузки, лучше с запасом процентов так на 10. Следующий важный для тебя параметр это V_GS — напряжение насыщения Исток-Затвор или, проще говоря, управляющее напряжение. Иногда его пишут, но чаще приходится выглядывать из графиков. Ищешь график выходной характеристики Зависимость I_D от V_DS при разных значениях V_GS. И прикидыываешь какой у тебя будет режим.

Вот, например, надо тебе запитать двигатель на 12 вольт, с током 8А. На драйвер пожмотился и имеешь только 5 вольтовый управляющий сигнал. Первое что пришло на ум после этой статьи — IRF630. По току подходит с запасом 9А против требуемых 8. Но глянем на выходную характеристику:

Видишь, на 5 вольтах на затворе и токе в 8А падение напряжения на транзисторе составит около 4.5В По закону Ома тогда выходит, что сопротивление этого транзистора в данный момент 4.5/8=0.56Ом. А теперь посчитаем потери мощности — твой движок жрет 5А. P=I*U или, если применить тот же закон Ома, P=I²R. При 8 амперах и 0.56Оме потери составят 35Вт. Больно дофига, не кажется? Вот и мне тоже кажется что слишком. Посмотрим тогда на IRL630.

При 8 амперах и 5 вольтах на Gate напряжение на транзисторе составит около 3 вольт. Что даст нам 0.37Ом и 23Вт потерь, что заметно меньше.

Если собираешься загнать на этот ключ ШИМ, то надо поинтересоваться временем открытия и закрытия транзистора, выбрать наибольшее и относительно времени посчитать предельную частоту на которую он способен. Зовется эта величина Switch Delay или t_on,t_off, в общем, как то так. Ну, а частота это 1/t. Также не лишней будет посмотреть на емкость затвора C_iss исходя из нее, а также ограничительного резистора в затворной цепи, можно рассчитать постоянную времени заряда затворной RC цепи и прикинуть быстродействие. Если постоянная времени будет больше чем период ШИМ, то транзистор будет не открыватся/закрываться, а повиснет в некотором промежуточном состоянии, так как напряжение на его затворе будет проинтегрировано этой RC цепью в постоянное напряжение.

При обращении с этими транзисторами учитывай тот факт, что статического электричества они боятся не просто сильно, а ОЧЕНЬ СИЛЬНО. Пробить затвор статическим зарядом более чем реально. Так что как купил, сразу же в фольгу и не доставай пока не будешь запаивать. Предварительно заземлись за батарею и надень шапочку из фольги :).

А в процессе проектирования схемы запомни еще одно простое правило — ни в коем случае нельзя оставлять висеть затвор полевика просто так — иначе он нажрет помех из воздуха и сам откроется. Поэтому обязательно надо поставить резистор килоом на 10 от Gate до GND для N канального или на +V для P канального, чтобы паразитный заряд стекал. Вот вроде бы все, в следующий раз накатаю про мостовые схемы для управления движков.

Схемы Подключения Полевых Транзисторов — tokzamer.ru

Схемы включения биполярного транзистора Схемотехники используют следующие схемы подключения: с общей базой, общими электродами эмиттера и включение с общим коллектором Рис. Если пластина имеет показатель n, то будет р.

Что такое транзистор?

Читайте дополнительно: Как правильно сделать смету на электромонтажные работы

Виды транзисторов

Каждая из ветвей отличается на 0.

Изображение схем подключения полевых триодов Практически каждая схема способна работать при очень низких входных напряжениях. Схема включения MOSFET Традиционная, классическая схема включения «мосфет», работающего в режиме ключа открыт-закрыт , приведена на рис 3.

Испытания показали, что транзисторный ключ прекрасно работает, подавая напряжение на нагрузку. Транзисторы управляются напряжением, и в статике не потребляют ток управления.

Если к такому транзистору приложить напряжение, к стоку плюс, а к истоку минус, через него потечет ток большой величины, он будет ограничен только сопротивлением канала, внешними сопротивлениями и внутренним сопротивлением источника питания. Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Среди них можно выделить: биполярные транзисторы с внедрёнными и их схему резисторами; комбинации из двух триодов одинаковых или разных структур в одном корпусе; лямбда-диоды — сочетание двух полевых триодов, образующих участок с отрицательным сопротивлением; конструкции, в которых полевой триод с изолированным затвором управляет биполярным триодом применяются для управления электромоторами. Чтобы на резисторе Rи не выделялась переменная составляющая напряжения, его шунтируют конденсатором Си.

Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности. Разница потенциалов достигает величины от 0,3 до 0,6 В. Только вот стрелки на условном изображении полевых транзисторов имеют направление, прямо противоположное своим биполярным аналогам.

Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Стабильность при изменении температуры. При некотором напряжении Uси происходит сужение канала, при котором границы обоих р-n- переходов сужаются и сопротивление канала становится высоким. Это возможно благодаря тому, что не используется инжекция неосновных носителей заряда.

Принцип работы триода При обесточивании базы транзистор очень быстро приходит в первоначальное состояние и коллекторный переход закрывается. Поэтому использование такого подхода на практике сильного ограничено в усилительной технике.

Транзистор полевой

При добавлении бора акцептор легированный кремний станет полупроводником с дырочной проводимостью p-Si , то есть в его структуре будут преобладать положительно заряженные ионы. Это главное отличие с точки зрения практики от биполярных транзисторов, которые управляются током.

На рисунке приведен полевой транзистор с каналом p-типа и затвором выполненным из областей n-типа. Опишем подробнее каждую модификацию.

Если изменить величину управляющего тока, то изменится интенсивность образования дырок на базе, что повлечёт за собой пропорциональное изменение амплитуды выходного напряжения, с сохранением частоты сигнала. Среди них можно выделить: биполярные транзисторы с внедрёнными и их схему резисторами; комбинации из двух триодов одинаковых или разных структур в одном корпусе; лямбда-диоды — сочетание двух полевых триодов, образующих участок с отрицательным сопротивлением; конструкции, в которых полевой триод с изолированным затвором управляет биполярным триодом применяются для управления электромоторами. С его ростом расширяются р-n- переходы, уменьшается площадь сечения токопроводящего канала, увеличивается его сопротивление, а, следовательно, уменьшается ток в канале.

Только вот стрелки на условном изображении полевых транзисторов имеют направление, прямо противоположное своим биполярным аналогам. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом Приведено на рис.

См. также: Подключить электричество к участку

Другие популярные статьи

Транзисторы бывают в разных корпусах, с разным количеством выводов, часто в одном корпусе объединяют два транзистора. Транзистор имеет три вывода: исток, сток, затвор. Vgs — управляющее напряжение, Vg-Vs.

Этот принцип используют для усиления сигналов. На конкретной схеме это p-канальный прибор затвор — это n-слой, имеет меньше удельное сопротивление, чем область канала p-слой , а область p-n-перехода в большей степени расположена в p-области по этой причине.

Похожие публикации

Типы полевых транзисторов и их схематическое обозначение. В результате возникают некомпенсированные заряды: в области n-типа — из отрицательных ионов, а в области p-типа из положительных. Схема с общим истоком Истоком называют электрод, через который в канал поступают носители основного заряда. С общим стоком в. МДП — транзисторы выполняют двух типов — со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

N-Channel Power MOSFET Учебное пособие по переключению

Пластина 1

Льюис Лофлин

Домашняя страница веб-мастера и контактная информация.
Домашняя страница хобби-электроники.

Обновление, декабрь 2019 г. Многие современные микроконтроллеры используют 3,3-вольтовое напряжение Vcc. Это также относится к Raspberry Pi. Я нашел два МОП-транзистора, которые работают на 3,3 вольта.

IRFZ44N представляет собой N-канальное устройство с номинальным напряжением 55 В и сопротивлением RDS(on) не более 0,032 Ом. Другое устройство представляет собой P-канальное устройство с номинальным напряжением 55 В и сопротивлением RDS (вкл. ) не более 0,02 Ом.

Здесь мы узнаем, как работают мощные n-канальные МОП-транзисторы. В этом примере я использую устройства в режиме улучшения. Чтобы использовать полевые МОП-транзисторы с режимом обеднения, просто поменяйте местами схемы, где МОП-транзистор с N-канальным режимом истощения будет использовать вариант схемы с режимом расширения с P-каналом.

На табличке 1 у нас есть символы для полевых МОП-транзисторов режима истощения и режима улучшения — обратите внимание на пунктирные линии вместо сплошных. В режиме истощения напряжение затвора MOSFET закрывает проводящий канал от истока (S) к стоку (D). В расширенном режиме напряжение затвора МОП-транзистора открывает проводящий канал от истока к стоку.

Пластина 2

В приведенных выше примерах мы включаем/выключаем светодиод с помощью мощных МОП-транзисторов. В случае N-канала, такого как IRF630, когда на затворе (G) больше 5 вольт, светодиод загорается. Резистор на затворе N-канального МОП-транзистора используется для стравливания электрического заряда с затвора и выключения МОП-транзистора. Резистор может быть 5К-10К.

Пластина 4

Разность потенциалов между затвором и истоком включит МОП-транзистор, но не должна превышать значение, указанное в спецификации, известное как Vgs. Это приведет к повреждению устройства. В случае IRF630 и IRF9630 МОП-транзисторов, это значение составляет 20 вольт.

Обратите внимание, что внутренние диоды подавления паразитных помех предназначены для использования с магнитными нагрузками. Не все силовые полевые МОП-транзисторы имеют их, поэтому сверяйтесь со спецификациями. Эти конкретные транзисторы оптимизированы для переключения, а не для использования в аудиоусилителях.

Табличка 5

Чаще всего эти схемы используются для управления двигателем по Н-мосту. Они используются в сочетании с N-канальными MOSFET-переключателями.

Обратите внимание, что Rg (или Rgs) используется для сброса заряда с затворов MOSFET, иначе они могут не выключиться.

• Быстрая навигация по этому сайту:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, Программирование

См. следующие спецификации:

• irfz44n.pdf
• irf4905.pdf

См. также Test Power MOSFET Transistors, Results, Observations

• ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами цепей
• Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125
• Управление транзисторами Дарлингтона 2N3055-MJ2955
• Общие сведения о биполярных транзисторных переключателях
• Учебное пособие по переключению мощных N-канальных МОП-транзисторов
• Учебное пособие по силовым P-канальным переключателям MOSFET
• H-мост управления двигателем с мощными МОП-транзисторами
• Управление высоковольтным двигателем H-Bridge на базе IR2110, управляемое Arduino
• Управление высоковольтным мостом постоянного тока на базе IGBT
• Больше примеров схемы H-моста MOSFET
• Сборка высокомощного транзистора управления двигателем H-Bridge

• Родственный:
• Учебное пособие по переключению мощных N-канальных МОП-транзисторов
• Учебное пособие по силовым P-канальным переключателям MOSFET
• Испытание силовых МОП-транзисторов, наблюдения
• Проблемы с параллельным подключением МОП-транзисторов
• Базовые схемы тестирования транзисторов MOSFET
• Цепи переключения высоковольтных МОП-транзисторов
• Почему ваши MOSFET-транзисторы становятся горячими YouTube
• Проблемы с параллельным подключением МОП-транзисторов YouTube
• Простые схемы для тестирования MOSFET-транзисторов YouTube

• Базовые симисторы и SCR
• Цепи постоянного тока с LM334
• Цепи LM334 CCS с термисторами, фотоэлементами
• LM317 Цепи источника постоянного тока
• TA8050P Блок управления двигателем H-Bridge
• Все транзисторы NPN H-Bridge Control Motor Control
• Базовые симисторы и SCR
• Учебное пособие по теории компараторов

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, укажите ссылку на мой сайт.

Анализ MOSFET в качестве переключателя с принципиальной схемой, пример

В этом руководстве мы узнаем о работе MOSFET в качестве переключателя. В учебнике по МОП-транзисторам мы рассмотрели основы МОП-транзистора, его типы, структуру, а также несколько вариантов применения МОП-транзистора.

Одним из важных применений MOSFET в области силовой электроники является то, что его можно настроить как простой аналоговый переключатель. С помощью таких аналоговых переключателей цифровые системы могут управлять потоком сигналов в аналоговых цепях.

[адсенс1]

Прежде чем вдаваться в подробности того, как МОП-транзистор работает в качестве переключателя, позвольте мне рассказать вам об основах МОП-транзистора, областях его работы, внутренней структуре и т. д. Для получения дополнительной информации о МОП-транзисторах прочитайте Учебное пособие по МОП-транзисторам.

Краткое описание

Введение в полевой МОП-транзистор

МОП-транзистор или металлооксидно-полупроводниковый полевой транзистор, в отличие от транзистора с биполярным переходом (БЮТ), является униполярным устройством в том смысле, что он использует только основные носители в проводимости.

Это тип полевого транзистора с изолированным затвором от канала (поэтому его иногда называют полевым транзистором с изолированным затвором или IGFET), а напряжение на выводе затвора определяет проводимость.

Говоря о выводах, МОП-транзистор обычно представляет собой устройство с тремя выводами: затвор (G), исток (S) и сток (D) (даже несмотря на то, что есть четвертый вывод, называемый подложкой или корпусом, он обычно не используется). либо на входе, либо на выходе).

[адсенс2]

MOSFET Символ

МОП-транзистор можно разделить на МОП-транзистор с улучшенным типом и МОП-транзистор с истощением. Каждый из этих типов далее делится на N-канальный MOSFET и P-канальный MOSFET.

Символы для каждого из этих типов МОП-транзисторов показаны на изображении ниже.

Основное различие между MOSFET режима расширения и MOSFET режима истощения заключается в том, что в режиме истощения канал уже сформирован, т. е. он действует как нормально замкнутый (NC) переключатель, а в случае режима расширения канал не формируется. изначально т. е. нормально разомкнутый (НО) переключатель.

Структура полевого МОП-транзистора

Структура полевого МОП-транзистора зависит от области применения, т. е. полевые МОП-транзисторы в технологии интегральных схем имеют довольно поперечную структуру, в то время как структура силовых МОП-транзисторов представляет собой скорее вертикальный канал. Независимо от приложения, полевой МОП-транзистор имеет в основном три вывода, а именно: затвор, сток и исток.

Если мы рассмотрим N-канальный МОП-транзистор, то и исток, и сток состоят из n-типа, которые находятся на подложке P-типа.

Работа МОП-транзистора

Давайте теперь попробуем понять, как работает n-Channel Enhancement Mode MOSFET. Чтобы проводить ток стока, должен быть канал между стоком и истоком MOSFET.

Канал создается, когда напряжение между выводами затвора и истока V _GS превышает пороговое напряжение V _TH .

Когда V _GS > V _TH , говорят, что устройство находится в области триода (или постоянного сопротивления) или области насыщения в зависимости от напряжения на клеммах стока и истока V _ДС .

Для любого V _GS , если V _DS < V _GS – V _TH , то устройство находится в области триода (также известной как область постоянного сопротивления или линейная область). Если V _DS > V _GS – V _TH , то прибор входит в область насыщения.

Когда V _GS < V _TH , устройство находится в выключенном состоянии. Ток затвора в обеих областях работы очень меньше (почти равен нулю). Следовательно, MOSFET известен как устройство, управляемое напряжением.

Кривая характеристик полевого МОП-транзистора

На изображении ниже показана кривая характеристик МОП-транзистора в трех рабочих областях. Он изображает ток стока I _D в зависимости от напряжения сток-исток V _DS для заданного напряжения затвор-исток V _GS .

MOSFET Области работы

Основываясь на вышеупомянутой работе MOSFET, можно сделать вывод, что MOSFET имеет три области работы. Это:

• Область отсечки
• Линейная (или триодная) область
• Область насыщения

МОП-транзистор работает в области отсечки, когда V _GS < V _TH . В этой области полевой МОП-транзистор находится в выключенном состоянии, поскольку между стоком и истоком нет индуцированного канала.

Для индуктивного канала и MOSFET для работы либо в линейной области, либо в области насыщения V _GS > V _TH .

Напряжение смещения затвор – сток В _GD определяет, находится ли полевой МОП-транзистор в линейной области или в области насыщения. В обеих этих областях полевой МОП-транзистор находится во включенном состоянии, но разница заключается в линейной области, канал является непрерывным, а ток стока пропорционален сопротивлению канала.

При приближении к области насыщения, поскольку V _DS > V _GS – V _TH , канал пережимается, т.е. расширяется, что приводит к постоянному току стока.

Коммутация в электронике

Коммутация полупроводников в электронной схеме является одним из важных аспектов. Полупроводниковые устройства, такие как BJT или MOSFET, обычно работают как переключатели, т. Е. Они находятся либо в состоянии ON, либо в состоянии OFF.

Характеристики идеального переключателя

Чтобы полупроводниковый прибор, такой как полевой МОП-транзистор, действовал как идеальный переключатель, он должен иметь следующие характеристики:

• Во включенном состоянии не должно быть никаких ограничений на величину тока, который он может пропускать.
• В состоянии ВЫКЛ не должно быть никаких ограничений на напряжение блокировки.
• Когда устройство находится во включенном состоянии, падение напряжения должно быть нулевым.
• Сопротивление в состоянии ВЫКЛ должно быть бесконечным.
• Скорость работы устройства не имеет ограничений.

Практические характеристики переключателя

Но мир не идеален, и он применим даже к нашим полупроводниковым переключателям. В практической ситуации полупроводниковое устройство, такое как полевой МОП-транзистор, имеет следующие характеристики.

• Во включенном состоянии возможности регулирования мощности ограничены, т. е. ток проводимости ограничен. Напряжение блокировки в выключенном состоянии также ограничено.
• Конечное время включения и выключения, ограничивающее скорость переключения. Максимальная рабочая частота также ограничена.
• Когда устройство включено, сопротивление во включенном состоянии будет ограничено, что приведет к падению напряжения в прямом направлении. Также будет иметь место конечное сопротивление в выключенном состоянии, что приведет к обратному току утечки.
• Практический коммутатор испытывает потери мощности во включенном состоянии, выключенном состоянии, а также во время переходного состояния (из включенного в выключенное или из выключенного во включенное).

Работа МОП-транзистора в качестве переключателя

Если вы понимаете работу МОП-транзистора и области его работы, вы, вероятно, догадались, как МОП-транзистор работает в качестве переключателя. Мы поймем работу MOSFET в качестве переключателя, рассмотрев простую схему.

Это простая схема, в которой N-канальный полевой МОП-транзистор будет включать или выключать свет. Чтобы использовать MOSFET в качестве переключателя, он должен работать в области отсечки и линейной (или триодной) области.

Предположим, что устройство изначально выключено. Напряжение на затворе и истоке, т. е. V _GS , становится соответственно положительным (технически говоря, V _GS > V _TH ), полевой МОП-транзистор входит в линейную область, и переключатель находится в положении ON. Это заставляет Свет включиться.

Если входное напряжение затвора равно 0 В (или технически < V _TH ), полевой МОП-транзистор переходит в состояние отсечки и выключается. Это, в свою очередь, приведет к выключению света.

Пример MOSFET в качестве переключателя

Рассмотрим ситуацию, когда вы хотите управлять светодиодом мощностью 12 Вт (12 В при 1 А) с помощью микроконтроллера. При нажатии на кнопку, подключенную к микроконтроллеру, должен загореться светодиод. При повторном нажатии той же кнопки светодиод должен погаснуть.

Очевидно, что напрямую управлять светодиодом с помощью микроконтроллера нельзя. Вам нужно устройство, которое перекинет мост между микроконтроллером и светодиодом.

Это устройство должно принимать управляющий сигнал от микроконтроллера (обычно напряжение этого сигнала находится в рабочем диапазоне напряжения микроконтроллера, например 5В) и подавать питание на светодиод, в данном случае от источника 12В .

Я собираюсь использовать МОП-транзистор. Настройка вышеупомянутого сценария показана на следующей схеме.

Когда логическая 1 (предполагается, что микроконтроллер 5 В, логическая 1 = 5 В, а логический 0 = 0 В) подается на затвор MOSFET, он включается и позволяет протекать току стока. В результате загорается светодиод.

Аналогично, когда на затвор MOSFET подается логический 0, он выключается и, в свою очередь, выключает светодиод.

Таким образом, вы можете осуществлять цифровое управление мощным устройством с помощью комбинации микроконтроллера и полевого МОП-транзистора.

Важное примечание

Важным фактором, который следует учитывать, является рассеиваемая мощность MOSFET. Рассмотрим полевой МОП-транзистор с сопротивлением сток-исток 0,1 Ом. В приведенном выше случае, т. Е. Светодиод мощностью 12 Вт, питаемый от источника питания 12 В, приведет к току стока 1 А.

Следовательно, мощность, рассеиваемая MOSFET, равна P = I ² * R = 1 * 0,1 = 0,1 Вт.

Кажется, что это низкое значение, но если вы управляете двигателем, используя тот же MOSFET, ситуация немного отличается.