Circuito de temporizador Mosfet exclusivo

O artigo a seguir discute o uso de um mosfet como uma opção para alternar cargas de alta corrente com eficiência. O circuito também pode ser transformado em um circuito de atraso com modificações simples. O design foi solicitado pelo Sr.Roderel Masibay.

Comparando Mosfet com BJT

Um efeito de campo ou um transistor mosfet pode ser comparado a um transistor bjt ou comum, exceto por uma diferença significativa.

Um mosfet é um dispositivo dependente de voltagem, diferentemente dos BJTs, que são dispositivos dependentes de corrente, o que significa que um mosfet LIGA-SE COMPLETAMENTE em resposta a uma voltagem acima de 5V a uma corrente praticamente nula através de seu portão e fonte, enquanto um transistor comum solicitaria uma corrente relativamente maior para ignição

Além disso, esse requisito de corrente aumenta mais proporcionalmente à medida que a corrente de carga conectada aumenta através do seu coletor. Mosfets, por outro lado, alterariam qualquer carga especificada, independentemente do nível de corrente do portão, que pode ser mantido nos níveis mais baixos possíveis.

Por que Mosfet é melhor BJT

Outra coisa boa sobre a comutação mosfet é que eles dirigem oferecendo completamente baixa resistência ao longo do caminho atual para carregar.


Além disso, um mosfet não exigiria um resistor para a ativação da porta e pode ser alterado diretamente com a tensão de alimentação disponível, desde que não esteja bem acima da marca de 12V.

Todas essas propriedades associadas aos mosfets o tornam um vencedor claro em comparação aos BJTs, especialmente quando usado como uma chave para operar cargas poderosas, como lâmpadas incandescentes de alta corrente, lâmpadas halógenas, motores, solenóides, etc.

Conforme solicitado aqui, veremos como um mosfet pode ser usado como um interruptor para alternar o sistema de limpador de para-brisa de um carro. O motor do limpador de pára-brisa de um carro consome uma quantidade considerável de corrente e geralmente é comutado através de um estágio de amortecimento, como relés, SSR, etc. No entanto, os relés podem sofrer desgaste, enquanto os SSRs podem ser muito caros.

Usando Mosfet como um switch

Uma opção mais simples pode ser um comutador mosfet. Vamos aprender os detalhes do circuito dele.

Conforme mostrado no diagrama de circuitos, o mosfet forma o principal dispositivo de controle, praticamente sem complicações.

Um interruptor na sua porta que pode ser usado para ligar o mosfet e um resistor para manter a porta do mosfet em lógica negativa quando o interruptor está na posição OFF.

Pressionando o interruptor, o mosfet tem a tensão de porta necessária em relação à sua fonte, que tem potencial zero.


O gatilho liga instantaneamente o mosfet para que a carga conectada no seu braço de drenagem fique totalmente LIGADA e operacional.

Com um limpador conectado a esse ponto, você ficará limpo enquanto o interruptor permanecer pressionado.

Às vezes, um sistema de limpeza requer uma função de atraso para permitir alguns minutos de ação de limpeza antes de parar.

Com uma pequena modificação, o circuito acima pode ser simplesmente convertido em um circuito de desligamento atrasado.

Usando Mosfet como um temporizador de atraso

Como mostrado no diagrama abaixo, um capacitor é adicionado logo após o comutador e através do resistor de 1M.

Quando o interruptor liga momentaneamente, a carga é ligada e o capacitor também carrega e armazena a carga nele.

Vídeo de demonstração

Quando o interruptor é desligado, a carga continua recebendo energia, pois a tensão armazenada no capacitor mantém a tensão do portão e a mantém ligada.


No entanto, o capacitor descarrega gradualmente através do resistor de 1M e, quando a tensão cai abaixo de 3V, o mosfet não pode mais ser sustentado e todo o sistema é desligado.

O período de atraso depende do valor do capacitor e dos valores de resistência, aumentando um ou os dois aumenta o período de atraso proporcionalmente.

Atraso no cálculo

Para calcular o atraso produzido pela constante RC, podemos usar a seguinte fórmula:

V = V0 x e(-t / RC)

  • V é a tensão limite na qual o mosfet deve simplesmente desligar ou começar a ligar.
  • V0 é a tensão de alimentação ou Vcc
  • R é a resistência de descarga (Ω) conectada em paralelo ao capacitor.
  • C (Valor do capacitor (F) no exemplo 100uF)
  • t (tempo de download que queremos calcular (s))

queremos saber o atraso t) = mim(-t / RC) = V / V0

-t / RC = Ln (V / V0)

t = -Ln (V / V0) x R x C

Solução de exemplo

Se selecionarmos o limite de capacitância, o valor ON / OFF do mosfet é 2.1V e a tensão de alimentação é 12V, a resistência é 100K e o capacitor é 100uF. O atraso após o qual o mosfet será desativado pode ser calculado aproximadamente, resolvendo a equação conforme indicado abaixo:

t = -Ln (2,1 / 12) x 100.000 x 0,0001

t = 17,42 s

Portanto, a partir dos resultados, descobrimos que o atraso será de cerca de 17 segundos.

Faça um temporizador de longa duração

Um temporizador de duração relativamente longa pode ser projetado usando o conceito mosfet explicado acima para alterar cargas mais pesadas.

O diagrama a seguir mostra os procedimentos para implementá-lo.

A inclusão de um transistor PNP adicional e alguns outros componentes passivos permite que o circuito produza um período de atraso mais longo. Os tempos podem ser ajustados adequadamente variando o capacitor e a resistência conectados na base do transistor.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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