Pytanie:
Czy to rozsądny sposób przełączania linii 12V z logiką 3,3V
kortschak
2018-05-26 17:03:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dopiero zaczynam uczyć się tworzenia rzeczy elektronicznych, więc może to być głupie pytanie. Myślę, że to odpowiednio różni się od podobnych pytań tutaj.

Jako pierwszy projekt pracuję nad stworzeniem kontrolera wentylatora opartego na MCU ESP32 / ESP8266 (pochodzę z działu rozwoju oprogramowania, więc wydaje mi się, że jest to wygodna droga). Wentylator jest 4-przewodowym wentylatorem PC (SUNON PMD1206PMB3-A 12V 3,4W). Mam działający system do wysyłania sygnału PWM w celu kontrolowania prędkości wentylatora i planuję pracę nad odzyskaniem tacho wentylatora, ale mam problem ze stabilnością systemu podczas uruchamiania, który moim zdaniem wynika ze stabilności zasilania spowodowanej rysowaniem wentylatora prąd podczas uruchamiania MCU. Podejście, o którym myślę, polega na tym, aby MCU kontrolował moc wentylatora i włączał go dopiero po zakończeniu rozruchu (ma to tę zaletę, że pozwala na wyłączenie wentylatora, gdy ustawiona prędkość wynosi zero - zerowy cykl pracy dziwnie powoduje, że wentylator pracuje z prędkością 20 obr / min).

Ponieważ ESP32 wykorzystuje logikę 3,3 V, nie mogę bezpośrednio przełączyć MOSFET-a za pomocą linii z MCU, więc myślałem o użyciu czegoś takiego.

3.3V to 12V load switch

Czy to rozsądne podejście? Czy jest lepszy sposób na zrobienie tego?

Zwróć uwagę, że + 12V i + 5V są już dostępne w obwodzie - chociaż patrząc na powiązaną odpowiedź, wydaje się, że mógłbym czerpać z 12V.

Czy wykonałeś już obliczenia?
Czy zdajesz sobie sprawę, że 4-przewodowy wentylator ma wbudowane wszystkie mosfety mocy?Wystarczy poprowadzić przewód sterujący (niebieski) w stan niski, już działa na logice +5 lub +3,3V.Przewód zasilający (żółty) idzie bezpośrednio do 12V.http://www.pavouk.org/hw/fan/en_fan4wire.html To, co opisałeś, brzmi jak kontroler wentylatora 3 lub 2-przewodowego.
Tak, to już jest część reszty obwodu.- zauważycie, że o tym wspominam i że 0% cykl pracy nie powoduje zatrzymania wentylatora (choć to nie jest powód tego pytania).
Pięć odpowiedzi:
Olin Lathrop
2018-05-26 17:14:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wiele problemów z twoim obwodem:

  1. T1 jest używany jako następca emitera. Jego wyjście będzie zatem mniejsze niż wejście 3,3 V. Rysunek 700 mV dla spadku B-E, a maksimum, do którego doprowadzana jest bramka Q1, wynosi 2,6 V

  2. Q1 jest używany jako obserwator źródła. Jego wyjście będzie wcześniej mniejsze niż jego wejście. W przeciwieństwie do BJT, jakim jest T1, napięcie G-S nie jest tak łatwo znane. Aby zasilić jakikolwiek znaczący prąd, musi on przynajmniej nieco przekroczyć napięcie progowe bramki. Przy tylko 2,6 V na bramce może nie być żadnego napięcia do napędzania silnika. Zasadniczo silnik nigdy nie zostanie włączony przez ten obwód.

  3. Nawet jeśli powyższe nie były problemami, nic nie napędza bramki Q1 nisko, gdy silnik ma być wyłączony.

Prosty obwód, który robi to, co chcesz, to użycie tranzystora FET z kanałem N, który może być dobrze napędzany od 3,3 V jako przełącznik strony low. Na przykład IRLML6344 byłby tutaj odpowiedni. Ma maksymalny R DSON 37 mΩ z tylko napędem bramki 2,5 V.

Podłącz silnik (z diodą, jak pokazano) między zasilaczem 12 V a drenem FET, źródłem do masy i steruj bramką bezpośrednio z wyjścia cyfrowego 0 do 3,3 V. Tak, to takie proste:

+1 dla kierowcy z niską stroną.To zawsze jest najłatwiejszy sposób robienia rzeczy.Jednak w przypadku kontrolera wentylatora zwykle będzie to wyjście do złącza głównego.Dodanie rezystora między 12 V a wentylatorem zapobiegnie zwarciu na złączu wentylatora i wycieraniu zasilania 12 V.12R ograniczy prąd do 1A, nie wpływając znacząco na pracę wentylatora.
Dobrym pomysłem może być dodanie pulldown na bramce, aby upewnić się, że FET jest wyłączony, gdy wyjście MCU jest nieokreślone / pływające (np. Podczas uruchamiania).
Dziękuję za szczegółową odpowiedź.Muszę się wiele nauczyć.
Patrząc na inne odpowiedzi tutaj, przyjmuję, że preferencja dla kierowcy z niską stroną wynika z prostoty.Czy tak jest, @Graham?Dodałem sugerowany rezystor, chociaż zamierzony nagłówek jest biegunowy, więc ten konkretny problem nie powinien stanowić problemu.
@Kort: Uważaj na rezystor.Może obniżyć napięcie z wentylatora.Jeśli chcesz chronić przed spodenkami zewnętrznymi, lepszym rozwiązaniem jest polyfuse.
Dzięki - w tej chwili tylko się tym bawię.Przyjrzę się temu.Podejrzewam, że powinno być tuż pod linią 12V?
@kortschak Bardzo prostsze.Nie ma powodu, aby wybierać kierowcę z wyższej półki, chyba że istnieje inna realna potrzeba.Opornik oczywiście trochę obniży napięcie, ale powinno być minimalne dla silnika wentylatora - nie pobierają dużo prądu.
-1
Andy aka
2018-05-26 17:16:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie, to prawdopodobnie nie jest rozsądne podejście, ponieważ tranzystor MOSFET z kanałem N jest podłączony jako wtórnik źródła i dlatego nie może wytwarzać napięcia wyjściowego, które jest większe niż napięcie sterujące bramką.W rzeczywistości, przy (powiedzmy) 5 woltach przyłożonych do podstawy T1, emiter będzie miał około 4,3 wolta i to napędza bramkę MOSFET.Jednak tranzystor MOSFET potrzebuje może 4 woltów między bramką a źródłem, aby go prawidłowo włączyć, więc możesz zobaczyć około 1 wolta na silniku.

Lepszym sposobem jest użycie tranzystora MOSFET z kanałem P w następujący sposób: -

enter image description here

Źródło obrazu.

Jak mogłem oprzeć się głosowaniu za tą odpowiedzią?
Michael Ward
2019-07-13 15:39:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wydaje mi się, że jest to podobne do odpowiedzi opisanej powyżej, ale nie jestem pewien, jak przeprowadzić symulację. Jednak kiedy wypróbowałem go w Eagle używając ngspice, dostałem niskie napięcie na Rload to znaczy.tylko 1,6v mimo że napięcie na bramce wynosiło 0,046 (wrt gnd) W tym momencie fet powinien być w pełni włączony (pomyślałem)

schematic

symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Dodaj więcej niż tylko jeden schemat.Wyjaśnij, dlaczego jest to dobry wybór, jeśli chcesz, aby była to dobra odpowiedź.
zauważył dzięki @Hearth
user37998
2018-05-27 11:16:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zasadniczo istnieją tutaj dwa dobre podejścia:

Użyj tranzystora MOSFET z kanałem typu N po „niskiej stronie” obciążenia, aby odpływ był połączony z obciążeniem, a źródło - z masą.

W zależności od napięcia progowego MOSFET, możesz być w porządku z bezpośrednim napędem bramki MOSFET z mikrokontrolera, a to zwykle działa dobrze w systemach, które nie muszą być bardzo szybkie lub bardzo duże. Wybór FET na poziomie logiki (więc masz pewność, że go włączysz) jest dobrym podejściem.

(W niektórych przypadkach, takich jak systemy o dużej mocy i dużej prędkości, najlepiej jest mocno włączyć bramkę MOSFET, używając sterownika bramki, takiego jak układ scalony Microchip MCP1402 z zasilaniem 12 V).

Dobrym pomysłem jest również umieszczenie rezystora o dość dużej wartości od bramki do masy, odprowadzającego zmagazynowany ładunek z bramki w przypadku, gdy obwód sterownika przejdzie w stan wysokiego Z, w którym to przypadku obciążenie nie wyłączy się . Mały rezystor szeregowy (powiedzmy 10 omów) może być również użyty do tłumienia dzwonienia utworzonego przez pojemność bramki FET i pasożytniczą indukcyjność okablowania bramki.

LUB możesz wybrać przełącznik high-side. Jeśli istnieje inna wspólna ścieżka uziemienia lub nie jesteś pewien, jak podłączona jest masa, i nie chcesz tam przerywać obwodu, czasami odcięcie linii + 12V jest lepszym rozwiązaniem.

Potrzebujemy więc tranzystora MOSFET z kanałem P.

Podłącz źródło do + 12V i podłącz odpływ do obciążenia (strona dodatnia obciążenia, w przeciwieństwie do obudowy przełącznika strony niskiego napięcia, w której tranzystor MOSFET jest podłączony między ujemnym obciążeniem a masą, a linia + 12V jest zawsze podłączony do obciążenia. W tej obudowie przełącznika bocznego wysokiego napięcia zostawimy uziemienie podłączone do obciążenia i włożymy tranzystor MOSFET między linię + 12V a dodatni ładunek.)

Będziemy musieli umieścić rezystor podciągający między bramką a źródłem, powiedzmy 10k, który utrzyma bramę na + 12V. MOSFET z kanałem P pozostanie domyślnie wyłączony.

Teraz, gdy bramka jest wystarczająco ujemna w stosunku do źródła, na przykład gdy VG jest, powiedzmy, poniżej 10 V w stosunku do masy, VGS będzie wynosić -2 V lub coś podobnego i FET włączy się.

Nie możesz po prostu podłączyć mikrokontrolera, który ma, powiedzmy, poziomy logiczne 0-3,3 V - FET nigdy się nie wyłączy.(I może nie podobać się, gdy jest pod napięciem + 12V na tym pinie.)

Potrzebujemy kolejnego tranzystora.Mały N-kanałowy MOSFET lub NPN BJT.Nie musi to być urządzenie o dużej mocy.Na przykład 2N3904 byłby w porządku.

Podłącz to kolektorem do bramki MOSFET-u mocy, podłącz emiter do masy, a podstawę do obwodu mikrokontrolera za pomocą rezystora.

Teraz, gdy pin MCU osiągnie + 3,3 V, mały tranzystor NPN włącza się i pociąga bramkę MOSFET wysokiej mocy w dół blisko masy, włączając ją i włączając obciążenie.

LUB ... zbadaj sygnał wejściowy enable / PWM, który jest dostarczany w nowoczesnych czteroprzewodowych bezszczotkowych wentylatorach PC.

„LUB ... zbadaj sygnał wejściowy enable / PWM, który jest dostarczany w nowoczesnych czteroprzewodowych bezszczotkowych wentylatorach PC”. Jest o tym mowa w pytaniu - zrobiłem to.
Vlad
2018-05-27 16:18:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chociaż wszystkie sugestie prawdopodobnie będą działać z twoim wentylatorem, pamiętaj, że producent wentylatora nie zaleca przełączania strony wysokiej / niskiej w celu kontrolowania prędkości wentylatora.I jak sugerował jeden z komentarzy, użyj wentylatora pwm 4wire :)

Nie zamierzam za pomocą tego sterować prędkością wentylatora - tak jak pisałem - mam ustawiony 4-przewodowy kontroler, ale wentylator obraca się podczas rozruchu i wydaje się, że powoduje niestabilność rozruchu.
Podczas gdy pisałeś, używasz 4-przewodowego wentylatora pwm, ten, o którym wspomniałeś (PMD1206PMB3-A), nie jest takim wentylatorem.Jak obniżasz napięcie z linii 12V do 3V3?Czy możesz udostępnić schemat Rugh swojego projektu?
Ten wentylator * jest * 4-przewodowy.Używam modyfikacji pokazanego obwodu [tutaj] (https://electronics.stackexchange.com/a/153887).Zwróć uwagę, że SUNON używa nagłówka Dell, a kolory są tylko luźno powiązane ze specyfikacją kolorów dla 4-przewodowego.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...