Имеет ли значение ток и выбор и смещение полевого МОП-транзистора, управляемого микроконтроллером?

Мне нужна помощь в выборе полевого МОП-транзистора для схемы, которую я описал здесь , которую я изначально проектировал с использованием BJT, но решил, что полевые транзисторы имеют больше смысла в этом случае.

Полевой транзистор будет управляться PIC24, который отправляет логический высокий или низкий логический уровень на FET. Я знаю, что полевые транзисторы являются устройствами, управляемыми напряжением, но мне интересно, есть ли минимальный ток, необходимый для включения полевых транзисторов?

Если да, нужно ли смещать полевой транзистор, чтобы PIC24 мог получать достаточный ток для включения полевого транзистора?

Я также не слишком знаком с смещением полевых транзисторов, поэтому мне также любопытно, какие полевые транзисторы предвзяты, но их довольно сложно найти в Google. Не могли бы вы порекомендовать какие-либо другие ресурсы?

Затвор полевого транзистора имеет почти бесконечное сопротивление, но некоторую паразитную емкость. Это означает, что при включении или выключении потребляется ток 0 постоянного тока, но для переключения между состояниями требуется некоторый ток. Большие полевые транзисторы с большим током, как правило, имеют более высокие паразитные емкости и, следовательно, требуют больше энергии для включения или выключения.

Ток, необходимый для переключения, как правило, очень низкий, и если вы не переключаетесь на высокой скорости (сотни килогерц и выше) или ваш FET очень большой, вы сможете управлять им напрямую с вашего микроконтроллера.

При выборе полевого транзистора для этой цели важно учитывать не смещение, а пороговое напряжение затвора. Убедитесь, что пороговое напряжение выбранного полевого транзистора достаточно низкое, и ваш микроконтроллер может его полностью включить. Не полагайтесь на рисунок в таблице данных, это часто указывается для очень малых токов. Вместо этого проверьте график напряжения затвора в зависимости от тока источника / стока и убедитесь, что при высоком напряжении логики вашего микроконтроллера FET сможет проводить требуемую величину тока.

Схема, на которую вы ссылались, не будет работать очень хорошо, независимо от того, используете ли вы двухпроводниковый транзистор или полевой МОП-транзистор. Это потому, что вы пытаетесь управлять High-Side с NPN или N-канальным устройством.

Поскольку вы работаете с солнечной панелью, у вас есть два варианта: шунтирующий регулятор или последовательный регулятор.

Шунтирующий регулятор использует одно свойство солнечных панелей: они работают как источник тока. То есть: для данного количества инсоляции (количество солнечного света, попадающего на панель), ток остается примерно таким же, как изменяется напряжение на клеммах. Солнечная панель обычно может работать с прямым коротким замыканием на выходных проводах без каких-либо повреждений.

Преимущество шунтирующего регулятора состоит в том, что отрицательный вывод панели может быть подключен к заземлению вашей цепи и, тем не менее, позволяет использовать NPN-транзистор или N-канальный MOSFET для обеспечения короткого замыкания на панели. Очевидно, что есть последовательный диод от соединения солнечной панели (+) / транзистора к батарее. Этот диод нужен в любом случае, чтобы солнечная панель не разряжала аккумулятор при низком уровне освещенности.

Поскольку шунтирующий регулятор должен рассеивать всю нежелательную мощность в виде тепла, наиболее распространенной конфигурацией шунтирующего регулятора является контроллер «взрыв-взрыв». В этом случае шунт либо полностью выключен (допускается максимально возможный ток зарядки), либо полностью включен (солнечная панель закорочена, что приводит к появлению тока зарядки НЕТ). Это приводит к минимальному нагреву в коммутационном устройстве. Многие недорогие солнечные контроллеры заряда работают таким образом.

Другой вариант - регулятор серии. Теперь вам нужно сделать выбор: вы можете использовать NPN-биполярные транзисторы или N-канальные МОП-транзисторы в качестве проходного элемента, НО вы должны контролировать отрицательный вывод солнечной панели. Другими словами, положительный вывод солнечной панели подключается непосредственно к клемме аккумулятора (+) (при необходимости через последовательный диод). Отрицательный вывод солнечной панели подключается к стоку полевого МОП-транзистора с каналом N, а клемма истока полевого МОП-транзистора идет на заземление цепи.

Я упоминаю, что последовательный диод на (+) выводе солнечной панели может быть необязательным. Это потому, что это может не понадобиться, потому что вы можете отключить транзистор / полевой МОП-транзистор, когда зарядка невозможна из-за недостатка света на панели.

Если вы хотите использовать N-канальный МОП-транзистор, управляемый микроконтроллером, моя часть перехода к низковольтному и среднетоковому переключению постоянного тока - IRF3708. 30 В, 62 А непрерывно, 0,012 Ом Rds вкл. Управляйте затвором с помощью резистора 47 Ом, установленного как можно ближе к затвору.