¿Cuál es la forma correcta de controlar el voltaje en un mosfet?

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Primer esquema con N-Mosfet

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

simular este circuito

Tengo algunas preguntas sobre estos diseños. El primer diseño se ha construido sobre una tabla de pan y el segundo diseño es técnicamente lo mismo pero con un P-MOS que reduce da mejores resultados a voltajes más bajos que un N-MOS.

En ambos casos, se suministra corriente desde un regulador de corriente. El voltaje puede variar de 0V a 24V dependiendo de la carga conectada. Es una fuente de corriente pero no una fuente de corriente ideal que pueda proporcionar una cantidad infinita de correcciones de corriente. Por ejemplo, si se establece en 0.1A, generará 24 V para una resistencia de 24 ohmios a 1A. Pero emitirá 24 V a 0,5 A para una resistencia de 48 Ohm.

  1. ¿Existe alguna ventaja real de usar dicha topología en lugar de usar un N-Mosfet? Leí que es más fácil conducir un mosfet de canal N cuando la carga está antes que el mosfet, ya que reduce la brecha entre Vgs y Vth.

  2. Leí que es mejor conducir un MOSFET completamente ENCENDIDO o APAGADO. En este ejemplo, 1V hará que el M1 MOSFET no esté completamente ENCENDIDO. La solución sería PWM la entrada de voltaje establecido con un ciclo de trabajo de (1/12) * 100 = 8.3%.

  3. Como el voltaje cambiará de 0V a 12V super rápidamente. ¿Cuál es la forma correcta de filtrar el ruido con una tapa? Supongo que si la tapa es demasiado grande, podría cargar hasta 12V más rápido de lo que descarga. Por eso creo que todo este esquema parece un poco más de ingeniería, ya que estoy terminando con un complicado interruptor de encendido / apagado. Y la mayoría de los componentes podrían reemplazarse por una MCU que controla el ciclo de trabajo de PWM de acuerdo con una retroalimentación de un ADC.

Mi objetivo es poder reducir el calor producido por el MOSFET M1.

    
pregunta Loïc Faure-Lacroix

2 respuestas

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En este circuito, la entrada positiva se mantiene a un voltio mientras que la entrada negativa está en tierra. En cualquier voltaje de suministro en el que funcione el amplificador operacional, la salida estará casi en el voltaje de suministro, y en algún lugar alrededor de un amplificador pasará a través de M1 directamente a tierra. El resultado debe ser que mantenga su nivel de suministro a su voltaje de operación mínimo. Puede funcionar con una resistencia de detección entre la entrada negativa y la conexión a tierra, pero tendrá que estar muy cerca de un ohm. Un divisor podría ser más práctico. Tampoco estoy seguro de por qué está ejecutando el amplificador operacional de un suministro no regulado.

  1. No estoy realmente seguro de lo que está preguntando, pero en esta topología los transistores se invierten. Dos se utilizan para cancelar la inversión, de lo contrario, necesita una topología completamente nueva.

  2. Si usa el transistor en la región lineal o no, depende de cómo lo use. PWM puede ser más eficiente, pero requiere consideraciones adicionales. No es un drop-in para este circuito.

  3. Una pequeña tapa entre la puerta y la fuente de un FET, junto con una resistencia en la conexión de la puerta, puede producir una rampa de voltaje suave y agradable.

Es posible que podamos ayudarlo más si nos indica la función prevista del circuito. Usted dice que su objetivo es minimizar el calor disipado por M1, pero esto podría lograrse al no construirlo en primer lugar.

    
respondido por el Cristobol Polychronopolis
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La estabilidad del segundo circuito será, en el mejor de los casos, cuestionable. Está obteniendo una ganancia adicional en el bucle de realimentación de un amplificador. Los amplificadores operacionales se compensan para funcionar a lo sumo en condiciones de ganancia unitaria (el peor escenario esperado).

Pero usted ha construido un regulador de voltaje lineal.

Y ahora está preguntando cómo puede hacer que el interruptor M1 reduzca el consumo de energía. Así que estás preguntando cómo construir un regulador de voltaje de conmutación.

A medida que aprendes, es bueno e incluso deseable redescubrir la rueda, ya que esto reafirmará y solidificará tu conocimiento mejor que si solo buscas respuestas en un libro. Por lo tanto, puede continuar intentando descubrir las cosas por su cuenta, es su elección y es una elección razonable.

Pero todos hemos visto esta película antes, conocemos varias topologías alternativas, cualquier respuesta que le demos estará dirigida a al menos una de ellas. Así que esconderé el término de búsqueda que está buscando, pero le daré una pista: se utiliza un filtro de paso bajo para extraer el valor de CC de una señal PWM.

Pase el mouse sobre la casilla para revelar la terminología:

  

Parece que estás convergiendo hacia una topología buck .

    
respondido por el Edgar Brown

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