¿Este optoacoplador y MOSFET podrán entregar 5V + 2A?

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Estoy trabajando para controlar el suministro de una placa amplificadora con una potencia de 5V 2.4A de manera que intente eliminar el ruido del altavoz. Pregunté a algunos profesores en mi universidad y me dijeron que un optoacoplador sería la mejor manera. Como necesito un amperaje más alto, también necesito un MOSFET o un transistor o algún tipo.

El siguiente circuito es el resultado de mi investigación y pruebas en Livewire. La idea es que este será mi primer PCB personalizado que grabaremos en el laboratorio y luego lo incorporaremos en mi restauración de una radio antigua.

P1: IRL520 (o similar) MOSFET

P2: 4N35 Optoacoplador

CN1: Línea a fuente de alimentación de 5V 2.4A

CN2: Cables para encendido / apagado

CN3: Línea de alimentación al amplificador, necesita al menos 5V 2A

CN4: líneas de control al microcontrolador de 3.3V, (Rasp0W o Arduino)

R1: 1k Ohms para asegurarse de que la puerta no se active a menos que el microcontrolador esté ALTO

R2: ~ 250 ohmios para asegurarse de que el LED del optoacoplador (Vf ~ = 1.5V) solo obtenga 10mA de una línea de 3.3V.

Cuando simulo el circuito por:

  • agregar una fuente de 5V en CN1

  • cortocircuitando los terminales en CN2

  • agregar una lámpara / led en CN3

  • agregar una fuente de 3.3V en CN4

El circuito permanece cerrado cuando el microcontrolador está BAJO, y cuando se eleva, el voltaje de la compuerta del MOSFET indica 3,3 V (cable marcado con púrpura). Sin embargo, no indica que se encienda la bombilla en CN3.

Mi línea de pensamiento es que Livewire no sabe que estoy usando un MOSFET de nivel lógico, por lo tanto, piensa que necesito al menos 5V para activar la puerta.

¿Este circuito podrá entregar 5V 2.4A al amplificador en CN3? ¿Son las partes adecuadas o hay mejores opciones por ahí? Gracias!

    
pregunta daniel_l

3 respuestas

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Esto no funcionará. Necesita un MOSFET de canal p (nivel lógico) para cambiar el lado alto con caída baja. Su circuito caerá en Vgs (on) a cierta corriente que depende de la carga. También deberías aumentar R3 considerablemente, ya que tu fototransistor apenas se enciende. Pruebe 10K o 20K (o, mucho mejor, resuélvalo a partir de los valores de peor caso de la hoja de datos, ya que probablemente sea un estudiante de ingeniería).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Es posible que pueda deshacerse del optoacoplador y simplemente usar un BJT NPN normal, como un 2N4401, ya que la señal de control ahora está referenciada a tierra.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Tienes el acoplador incorrecto

Para utilizar un FET de canal N aquí, debe poder tirar de su compuerta por encima de su fuente, que la salida de transistor de su 4N35 no tiene capacidad para hacer. Lo que necesita en lugar del 4N35 es un dispositivo llamado aislador fotovoltaico que reemplaza la salida del transistor con una pequeña célula solar que puede generar el voltaje necesario cuando el LED brilla. eso. El circuito resultante se muestra a continuación en su forma más simple.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

(Por supuesto, el interruptor de lado alto de PMOS funcionará para una aplicación de conmutación de potencia, pero el enfoque de NMOS es algo más eficiente / versátil.)

    
respondido por el ThreePhaseEel
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"¿Este circuito podrá entregar 5V 2.4A al amplificador en CN3?"

No. Un MOSFET de nivel lógico no resolverá el defecto de diseño básico. Para la salida que desea, la fuente debe estar en +5 V. Pero el voltaje máximo disponible para la puerta es de +5 V, por lo que el Vgs es 0 V. Está utilizando el transistor como seguidor, por lo que la puerta debe ser por encima de la fuente. Para un FET de nivel lógico, desea que 10 V en la puerta lo enciendan. Eso es 10 V por encima de GND, que es 5 V por encima de la fuente.

La solución es cambiar a un FET de canal p. Con la fuente vinculada a la entrada de +5 V y el drenaje vinculado a la salida, tirar de la compuerta a GND elevará el drenaje a la fuente (menos las pérdidas de Rdson).

    
respondido por el AnalogKid

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