Uso correcto de un MOSFET para controlar el USB

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En el RaspberryPi.SE se sugirió que se puede usar el MOSFET BS170 para encender un dispositivo USB y apagado por un pin GPIO (3.3V). Necesito obtener 500mA para alimentar un dongle GSM; la caída de voltaje debería ser preferiblemente mínima ya que el USB es bastante estricto en cuanto a voltaje).

No estoy seguro de si hice lo correcto. Corté el cable de alimentación del cable USB y conecté el MOSFET de la siguiente manera:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

(uso un altavoz en el esquema para representar mi dispositivo USB y un interruptor para representar un pin del GPIO).

El problema es que:

  1. No estoy seguro de que los dos motivos estén realmente conectados.
  2. De acuerdo con un esquema en la página elinux de RPi , debería haber cortado el cable GND en lugar del PWR one.
  3. El voltaje de la compuerta oficial es de 3V y le suministré 3.3V.

Creo que dañé el transistor que compré. Puedo comprar uno nuevo (incluso un par de ellos, son muy baratos), pero preferiría saber qué hacer antes de experimentar de nuevo o cortar algunos cables más.

EDIT:

Hice una búsqueda más y encontré un esquema realizado por Bretth en sparkfun.com , que parece hacer lo que quiero, usando un P-MOSFET en lugar de N-MOSFET. ¿Es esta forma esquemática una manera de ir? ¿Es un problema que GPIO ofrezca 3.3V y la máxima V_GS es 3V para N-FET y (menos) 2.4V para P-FET?

simular este circuito

    
pregunta yo'

4 respuestas

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Así que decidí probarlo, compré AOP605, lo conecté todo, ¡y funciona! :) Por lo tanto, el siguiente esquema es lo que se puede usar para controlar la alimentación del USB usando un voltaje de entrada de 3.3V:

CuandoelpinGPIOestádesactivado,elDISPOSITIVOUSBestádesactivado,alencenderelGPIOtambiénseenciendeelDISPOSITIVOUSB.Uso7.5kcomoR1(notengo10kamano)ytambiénfuncionabien.Graciasa betth y su publicación en sparkfun.com , solo cambié los transistores a algo más adecuado para mi caso que puedo comprar aquí.

    
respondido por el yo'
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Siguiendo los consejos de Dave Tweed, es evidente que cambiar una carga USB a través del riel de tierra no es bueno, por lo que lo que queda de esta respuesta consiste en elegir un mosfet y verificar los gráficos apropiados en la especificación del dispositivo. En resumen, mire la gráfica de la corriente de drenaje frente al voltaje de la fuente de drenaje y elija un dispositivo que tenga la caída de voltaje más baja para el voltaje de la compuerta que puede proporcionar. En este caso particular, es apropiado usar un canal p mosfet para cambiar el riel positivo a la carga y para ello se requiere un NPN BJT para interactuar entre el gpio y la puerta del mosfet.

Debe haber insertado el mosfet del canal N en el cable de tierra a la carga con la fuente a tierra y drenar a la carga conectada del riel positivo. También debe colocar una resistencia a través de la puerta y la fuente para filtrar la carga una vez que el interruptor esté en circuito abierto. Los pines de la fuente de la puerta son efectivamente un pequeño capacitor con muy poca capacidad de drenar la carga / voltaje que se les suministra cuando el interruptor está cerrado. Prueba 10kohm o 100kohm.

EDITAR NOTA : originalmente, la pregunta mostraba un IRF530 en el circuito

3.3V puede ser un poco demasiado liviano para el MOSFET que has mostrado en el diagrama. El IRF530 es un dispositivo clasificado para 100 V y tiene un voltaje de umbral de fuente de compuerta bastante alto (2 V mín. A 4 V máx.). Esto significa que a 3.3 V puede que solo esté empezando a encender el MOSFET por completo: -

MarquéenrojolacaídadevoltajeenelMOSFETaunacorrientede1Aquefluyecuandoelvoltajedelafuentedelacompuertaesde4,5V;noespecificanmenosde4,5V,porloqueestaestambiénunagranpista.quedebesbuscarundispositivoconVgsmuchomáspequeño(umbral).Comopuedever,con1Afluyendo,estáperdiendo1VatravésdelMOSFETyestonoesloquedebeapuntar.Claramente,sipudierasuministrarunvoltajedeactivacióndepuertade(porejemplo)10V,entonces,aunacorrientededrenajede1A,lacaídadevoltajeserádeaproximadamente100mV.

Intenteencontrarundispositivoquemuestreelmismográficoconvoltajesdecompuertadehasta3Vybusquenomásde100mVperdidosenelFETcuandofluye1A.

UnFETBS170vaaserpeorsiquieres1A:-

En 1A, necesitará al menos 6V para caer, quizás 1.8V. Millas peor que la IRF530. Sin embargo, si su corriente de carga era más como 100 mA, un voltaje de fuente de compuerta de 3 V podría "perder" 0,5 voltios en todo el dispositivo.

    
respondido por el Andy aka
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Alternativas: hay IC de conmutador de alimentación USB dedicados, por ejemplo Maxim 1562 y muchos otros.

O, podrías considerar un pequeño relé de lengüeta. Si desea evitar la corriente de retención, entonces puede elegir un relé de lengüeta de retención.

    
respondido por el gwideman
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Primero, no necesita el resistor de 10k, supongo que se heredó de un diagrama que involucra transistores NPN + PNP. En segundo lugar, hay otra opción que a veces es incluso más simple, que consiste en usar un regulador LDO con un pin de entrada de apagado. Eso es lo que se usa en la placa BusPirate y en varios otros. Dichos reguladores son capaces de mostrar casi ninguna caída de voltaje entre la entrada y la salida y vienen en un paquete SOT23 de 5 pines y son pequeños y muy convenientes. De lo contrario, hay interruptores de alimentación USB que también incluyen los dos transistores (y algunas veces la limitación de corriente y posiblemente la emulación de fusibles).

    
respondido por el Willy Tarreau

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