N-Мосфет в верхнем плече

[tolik77]

Подскажите, пожалуйста, по какой схеме подключить N-Мосфет, чтобы нагрузка была "СНИЗУ" (земля нагрузки должна быть общей с землей управляющего контроллера).
Управляющее напряжение - 5V, напряжение нагрузки - 5V, макс.ток нагрузки - 5 A. Тип нагрузки - система LED-матриц.
Без шима! Режим работы нужен как обычного реле - периодически включать, периодически выключать. Период - часы, скоростного включения/выключения не требуется. Если и бороться за время включения/выключения - исключительно чтобы не перегрузить мосфет.
Заранее благодарю.
Убедительная просьба не предлагать подумать на счет реле и P-канального мосфета. Это не подходит по определенным причинам (не думаю, что они Вам очень и интересны, но вариантов нет
Также не проходят интеллектуальные ключи, так как если они и работают на 5V, то на редкость хреново, Rds(on) ни в какое сравнение не идет с имеющимися N-мосфетами.
Если нет других вариантов, кроме как отдельное питание для затвора, тоже готов рассмотреть. Только просьба - подскажите схему. А то в инете видел много фраз "нужно отдельное изолированное питание", а вот предложений по схемам не нашел. И, кстати, а почему именно изолированное? Что будет если земля DC-DC и схемы с управлением и нагрузкой будет общей? Просто чтоб источник подавал Vgs + Vнагрузки?

С драйверами скорее всего облом, так как все, что я читал, достаточно сложно и требует шима. Хотелось бы для статики что-то попроще. Хотя если есть драйвер для статики - готов рассмотреть.


Заранее благодарю.

[Martin76]

Делается маломощная повышалка до 15-18 В хоть на чем, блокинг, 34063, емкостной умножитель и тп, и подаются эти вольты на затвор, для выключения можно либо снимать их, либо соединять затвор с землей, посредством например транзисторного ключа.

[HochReiter]

И, кстати, а почему именно изолированное?

Если коммутировать надо не 5 вольт, а побольше, на затворе может оказаться больше максимально допустимого. В вашем случае такой опасности нет.

[АлександрЛ]

tolik77 писал(а):

А то в инете видел много фраз "нужно отдельное изолированное питание", а вот предложений по схемам не нашел. И, кстати, а почему именно изолированное?.

Проблема "изолированного питания", если нет опыта изготовления подобных "изделий" самостоятельно, решается достаточно просто:
https://www.chipdip.ru/product/am1ds-0512sh30-nz
https://www.chipdip.ru/product/am1p-1212sz

А "изолированное" потому, что открывающее ПТ напряжение должно быть подано относительно истока, а он у вас "в воздухе".

[tolik77]

Спасибо большое!
Набросал схемку, посмотри, пожалуйста, рабочая? Номиналы резисторов пока не считал, пока в принципе хочется понять.
Спасибо.

[HochReiter]

Почему VT1 с P-каналом? Во-первых, "Убедительная просьба не предлагать подумать на счет реле и P-канального мосфета", во-вторых, при каком напряжении на затворе предполагается иметь на его истоке +15 V, при +5 или при 0?

[tolik77]

P-канальный как драйвер главного N-канального. Мне важно, чтобы последнее звено был мощный низкоомный N IRLB3813. Ключ для нагрузки именно он.
Логика (не факт что верная )) следующая: При управляющем LOW P-мосфет открыт, 15 вольт сбрасываются на землю через резистор R2. Соответственно на затворе N ноль, N-закрыт.
При управляющем High P-Мосфет закрывается, на затвор N Идет 15V и с учетом падения напряжения на нагрузке 5V напряжение Vgs будет 15-5 = 10V, что вполне достаточно для нормальной работы IRLB3813.
Где я накосячил?

Добавлено after 1 minute 47 seconds:
Собственно я с удовольствием бы сделал и управляющий мосфет N. Только как тогда открывать главный ключ "прямым" сигналом - HIGH -> Открыть, LOW -> закрыть?

[Martin76]

Открою страшную тайну, при таком включении Р мосфет будет открыт всегда, хоть 0, хоть 5В у него на затворе будет, тк на истоке у него будет 15В, а хоть 15, хоть 10В з-и откроет любой мосфет полностью. Там должен быть n канальный , либо банальный маломощный нпн биполярный, хоть КТ315.

[АлександрЛ]

Соединить вход ON/OFF с плюс 5 вольт питания.. Орррыгинально!!!
Только, даже если соединить правильно, то всё равно "не взлетает"..

Вот так "взлетает"-

[tolik77]

Вот, спасибо большое. Только насколько я понял управление обратное - управляющий 0 открывает, 1 - закрывает. Правильно?

[АлександрЛ]

tolik77 писал(а):

насколько я понял управление обратное - управляющий 0 открывает, 1 - закрывает.

ДА!! А, чтобы стало так, как вам надо, то добавляется третий транзистор..
Примерно вот так:

или вот так:

или даже вот так:

[tolik77]

Спасибо Вам огромное! А базу биполярничка не нужно к земле подтянуть, чтобы не было "непоняток" при перезагрузке микроконтроллера?
И еще: подскажите, пожалуйста, правильно ли я мыслю)) При такой схеме что при HIGH, что при LOW 15 вольт будут утекать на землю либо через биполярник, либо через первый мосфет, унося ток ~ 1.5mA? Если же остановиться на "обратной" схеме (которую Вы предложили первой), то утекать ток будет только при уровне "LOW"?

[АлександрЛ]

tolik77 писал(а):

А базу биполярничка не нужно к земле подтянуть, чтобы не было "непоняток" при перезагрузке микроконтроллера?

Может быть, и нужно..

tolik77 писал(а):

правильно ли я мыслю)) При такой схеме что при HIGH, что при LOW 15 вольт будут утекать на землю либо через биполярник, либо через первый мосфет, унося ток ~ 1.5mA? Если же остановиться на "обратной" схеме (которую Вы предложили первой), то утекать ток будет только при уровне "LOW"?

А у вас что, "режим строжайшей экономии"?
Если у вас частота переключения МОСФЕТ-а- низкая, то увеличьте сопротивление с 10 кОм до 20-30-и даже больше..

[tolik77]

Согласен. Тратя на нагрузку 5А стало жалко 1,5mA))
Начал уже задумываться о DC-DC с пином "EN" ))

[АлександрЛ]

tolik77 писал(а):

Начал уже задумываться о DC-DC с пином "EN" ))

На 1 ватт таких нет, на 3 ватта- не помню, у ДС- ника на 6 ватт точно ЕСТЬ, при чём, (по даташиту) DC/DC на 6 ватт на ХХ потебляет меньше (например DC 12- -> +-12 потребляет 30 мА) а трёхваттный- почти в 2 раза больше- около 60 мА..
Да и стоят 3-х и 6-ти ваттные преобразователи значительно больше, чем одноваттники..

[tolik77]

Ладно не буду заморачиваться с EN. Возьму на 1W. Думаю возьму все-таки Вашу первую схему с обратным управлением. На 1 мосфет меньше, а по-большому счету логика управления - не дольше переделки одной строки кода микроконтроллера.
А при обратной логике получается S управляющего мосфета нужно подтянуть к питанию, чтоб ключ не включился во время перезагрузки контроллера. Я так понимаю, естественно его надо подтянуть к 5V, а не 15V)) Ну на всякий случай спрошу)) А вот извечный вопрос - читал разные мнения. Откуда подтягивать - между ограничивающим резистором и пином контроллера или между ограничивающим резистором и затвором мосфета?

[HochReiter]

Схема многоканальная? Тогда вместо кучи ключей-инверторов сигнала можно поставить один ключ на выходе преобразователя 5-->12.

[tolik77]

Нет, все очень просто. Один канал. Система LED-матриц с микроконтроллерами для вывода всякой дребедени: время, дата, температура воздуха, моря и т.д.
Задача - чтобы главный микроконтроллер мог всю эту лабуду (остальные контроллеры и матрицы) выключать и включать согласно программным настройкам - по времени, по требованию (GET-запрос) и т.д. простым отрубанием/врубанием питания. Все на 5 вольтах. Хоть и изготовители предостерегают запас на каждую матрицу делать 5 ампер (видимо при полном заполнении), тестирование в разных режимах с необходимым уровнем яркости показал, что ток всех 4 матриц не превышает никогда 3.8 ампера. Я соответственно закладываюсь на 5A.