Управление нагрузкой c помощью очень слабого сигнала

Если вы - начинающий в электронике, то задайте ваш вопрос тут. Расскажите что вы уже сделали чтобы найти ответ на свой вопрос, опишите свои рассуждения.
bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 04 апр 2015, 13:50

Всем доброго времени суток и несгораемых схем! Помогите пожалуйста, кто чем может!
Пытаюсь починить на работе здоровенный служебный монитор. Выгорели лампы подсветки - вставил вместо них светодиодную ленту. Потребляемый ток - 1.5 ампера, напряжение 12 вольт.

12 вольт нашел на плате. Нашел также сигнал управления подсветкой on/off, включающий и выключающий подсветку, например, при уходе монитора в ждущий режим или с кнопки на морде.

Пустил светодиодную ленту через mosfet-транзистор IRF7413. Подпаял к затвору управляющую линию. Казалось бы, все отлично. Управляющий сигнал, как только его посылает монитор, должен отпирать транзистор и включать подсветку.

Не тут-то было. Управляющий сигнал очень слабый - около вольта. Транзистор IRF7413 хоть и маленький, но требует 3 вольта для отпирания, и то греется при этом дико. Для нормального открывания нужно 5 вольт. Даже для крохотных smd-транзисторов нужно 3 вольта.

Поставил знаменитый драйвер TC4420 - тоже не фурычит! Порог у него 2.4 вольта. А более чувствительных драйверов не бывает.

Что делать? Неужели придется ставить акустический усилитель? Или какой-нибудь сверхчувствительный компаратор? Как стандартно решается задача управления силовухой с помощью очень слабого сигнала (напр. доли вольта).

Еще. Слышал, для управления мощными mosfet применяют обычные биполярные транзисторы. Они вроде как более чувствительны к низковольтным управляющим сигналам. Встречал схемы, где в первом каскаде - обычный биполярник, и только потом уже полевик.

Всем мир!

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 04 апр 2015, 14:49

Привет. Таки да - втыкай КТ315 или зарубежный аналог с большим Ку.
Дальше дело схемотехники.

А греется потому что еще в линейном режиме находится из-за малого напряжения на затворе.
А 4420 - там внутри вообще-то логика, с нормальными логическими уровнями. Твоей сигнал ей помеха.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 04 апр 2015, 17:52

Спасибо большое.
Кажется я понял, почему биполярники до сих пор выпускают. Именно из-за высокой чувствительности и большого Ку.
Раньше везде говорили, что их век окончен. Не тут то было! Там, где мосфет не откроется, биполярнику хоть бы хны.

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 04 апр 2015, 18:18

Ну я думаю не совсем корректно сравнивать два различных типа устройств. Полевые и биполярные с изолированным затвором в первую очередь ключевые устройства работающие в бистабильных состояниях.
Да, сейчас всюду CMOS логика на полевых транзисторах. Однако не всё цифровое, огромная доля электриники аналоговая, и содержит аналоговые же цепи, состоящие из биполярных транзисторов.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 06 апр 2015, 01:01

Говорят, на мосфетах уже даже качественную акустику делают, хоть у мосфетов линейная часть более крутая, чем у биполярников. Звук отличный получается.

А сборки Дарлингтона подойдут? Мне кажется, КТ315 или его аналог ВС547 от 1 вольта все-таки не откроются. Или даже операционный усилитель поставить (в режиме бесконечного усиления).

Как думаете, будет такая схема работать:
Изображение
Последний раз редактировалось bahmedd001 09 апр 2015, 12:52, всего редактировалось 1 раз.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 06 апр 2015, 03:19

Хочется узнать, как подбирать транзисторы по напряжению открытия. Это надо смотреть график Uбазы-эмиттера от Iколлектора-эмиттера ?
Если при 1 вольте ток большой и приближается к насыщению - значит транзистор должен полностью открыться? Как-то так?

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 06 апр 2015, 03:35

Да лучше дарлингтон КТ97х или какой там. 6В мало. Чтобы он полностью открылся нужно "полностью" зарядить затвор. Стало быть total gate charge - рекомендует нам таблица вольт 15-16.
Раз пошла такая пьянка, я бы поставил что-нибудь с буквой L - тобишь для 5В на затворе. И тем самым делителем делал бы эти 5В. Так будет надежнее.

webkirov
Сообщения: 247
Откуда: Депрессивный регион

Сообщение webkirov » 06 апр 2015, 19:38

Олдскульная схема с реле работает всегда и везде :D
relay.jpg

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 06 апр 2015, 19:49

Щелк щелк, выгорающие контакты, отсутствие возможности шимить, гаьариты. А может проще лампочку на 100Вт?

webkirov
Сообщения: 247
Откуда: Депрессивный регион

Сообщение webkirov » 06 апр 2015, 20:12

Ладно-ладно, не настаиваю ;)

А по поводу той схемы с делителем 6v/6v, думается мне что на затворе полевика будет не 6 вольт, а чуть меньше чем на базе дарлингтона(то есть 1v), ибо шибко напоминает эмиттерный повторитель.

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 06 апр 2015, 20:18

Естественно - транзисто не идеальный ключ с нулевой проводимостью и падением напряжения. Это стоит учитывать. Но если использовать полевик с логическим затвором, требуется оказаться выше 5В. +/-

webkirov
Сообщения: 247
Откуда: Депрессивный регион

Сообщение webkirov » 06 апр 2015, 21:02

Я имею ввиду, что если на эмиттере дарлингтона будет 6 Вольт, а на базе дарлингтона будет 1 Вольт, то ток от базы к эмиттеру просто не потечет, так как чтобы он протекал от базы к эмиттерру должна быть разница потенциалов: на базе потенциал выше, а на эмиттере ниже. А в этой схеме выходит, что на эмиттере потенциал выше, а на базе ниже.

webkirov
Сообщения: 247
Откуда: Депрессивный регион

Сообщение webkirov » 06 апр 2015, 21:06

Вот накатал схемку:
transist.jpg


Должна работать, но я не проверял, только виртуально просимулировал в своей извилине от фуражки :lol:

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 07 апр 2015, 20:00

:D Накосячил в своей схеме. Затвор полевика подтянут к питанию 1к, и точно таким же 1к к земле. Неопределенное состояние.

Как думаете, а на комплементарках сделать можно? Вот так:

Изображение

Городить отдельное питание для полевиков придется. Ну что же теперь...

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 07 апр 2015, 20:52

Ну зачем а? Ты напряжение К-Э видел? А З-И ? А они еще и греться будут в линейном то режиме (они и в ключевом сквозят).
Возьми схему схему из придыдущего поста, отличная схема.
А еще лучше поставь уже просто дарлингтон нпн - коллектором в питание, эммитер на затвор и резистором в землю. Всё.
Задача на 20 минут, 15 из которых поиск транзистора и 5 его припаять аккуратно чтобы не кишками наружу.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 08 апр 2015, 00:45

Ого! Прогнал схему из предыдущего поста в Multisim - отлично работает, в отличие от моей! Это же обычный двухкаскадный усилитель!

C NPN на затворе и резисторе к сожалению не получается. Транз не отпирается. На резисторе большое падение напряжения. Больше, чем управляющий сигнал.
Управляющий его не перетягивает. Надо, чтобы управляющий сигнал через базу-эмиттер сразу на землю шел.

Изображение

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 08 апр 2015, 01:03

Сколько там говоришь? Чуть больше вольта? А поставь лучше не транзистор а оптопару. Вот как есть сейчас на схеме, только например PC817. Её светодиод работает от 1.2В, самое оно.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 08 апр 2015, 03:09

А она входной сигнал не инвертирует?

Я, признаться, думал насчет 6N137. У нее порог от 1 до 2 вольт, но она инвертирующая, зараза...
И питание ей нужно 5 вольт. И куча обвеса.
Ну правда это очень крутая опторазвязка. 10МБит/с, для высокочастотных систем передачи информации.

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 08 апр 2015, 08:08

Не не, это ты смотришь оптопару с логическим выходом, а нужная тебе просто ранзисторная дешевая оптопара.
Напряжение есть - транзистор открыть. Тут уже как ты подключишь так она и будет.
PC817 стОит копейки и стоИт в любом комповом БП. Да хоть PC123 , особой роли не играет.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 08 апр 2015, 15:56

А чем отличается оп с логическим выходом от обычной? Я так понимаю - это обычная оп, только с усилителем, каким-нибудь триггером Шмитта для гистерезиса и защиты от шумов и подавителем дребезга контактов. Как-то так?

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 08 апр 2015, 19:02

Именно так. На ОП с Лог. вых. нужно еще питание подавать. А на транзисторную нет. Представляй это себе как реле с обмоткой на 1.2В.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 09 апр 2015, 13:01

Бегу покупать детали и пробовать. Отпишусь :D

Кстати, интересно. А если входной сигнал будет не 1,2 вольта, а 1,2 нановольта? Например в радиоуправляемых дронах, где движок на несколько десятков ампер включается от радиосигнала с короткой антенны? Тут уж наверное без операционника не обойтись.

Непонятно вот что. Входной каскад операционника делают на биполярных транзисторах. У которых на переходе база-эмиттер падает хотя бы 0,7 вольта - достаточно прилично.

Как же операционник реагирует на нановольты? Он их, по идее, вообще не должен чувствовать.

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 09 апр 2015, 15:48

Ты думаешь о том чтобы открыть транзистор. В операционнике транзисторы работают уже на середине ВАХ. И будучи заранее настроеными в "ноль" на выходе - почуят изменение согласно их чувствительности, усилят и выпустят на выход.

bahmedd001
Сообщения: 42

Сообщение bahmedd001 » 09 апр 2015, 21:04

тьфу, не подумал. Действительно, их же искусственно смещают. Привык к ключевым режимам, что все открывать нараспашку нужно.

Qic, можно последний вопрос. Меня беспокоит параметр "Forward voltage" для светодиода оптопары PC817. От 1.2 вольт минимум до 1.4 вольт максимум. Малейшее отклонение в две десятых вольта - и ОП либо сгорит, либо не откроется. Ставить стабилизаторы управляющего сигнала, наверное, смысла нет. Он и так слабый, а стабилизаторы жрут много. Еще непонятно, какое там внутренне сопротивление и какой взять резистор, для гашения от 1,5 до 1,2 вольта.
Или я накручиваю?

Может все же сделать на биполярниках? Надежнее будет...

Изображение

Qic
Сообщения: 998

Сообщение Qic » 09 апр 2015, 21:28

А чо по закону Ома никогда резистор светодиоду не считали?
Если четко выход 1.5В, то для 20мА и считай резистор для гашения 0.3В. Выходит 15 Ом. Не сгорит она от напряжения, светодиод - токовый прибор. Там разброс особой роли не играет. Светить будет всеравно исправно.

Вернуться в «Для начинающих»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 3 гостя