Invertera 5v signal för styra 12v med få komponenter

[gokartnisse]

Jag håller på och bygger en boombox (portabel stereo) och är i full färd med att löda ihop min förstärkare (Amp6basic från 41hz.com).

På förstärkarchipet (Tripath TA2020) finns en 5v logikutgång som på kretskortet går via en resistor på 930 ohm till en lödpunkt. Via den signalen vill jag styra en lysdiod och då tända dioden vid låg signal och inte hög. Den spänningkälla som finns tillgänglig är 12v mcbatteri.

Detta är inte problemet i sig utan hur gör jag det med så få komponenter som möjligt och utan att dra onödiga mA? Enligt instruktionen till förstärkaren kan det göras med en p-kanals mosfet, en resistor och en lysdiod, hur få man till det? Då krävs väl 5v matning så att mosfeten slutar att leda helt? Eller är jag ute och cyklar igen?

Citatet från instruktionen som får mig att bli fundersam: "This output can not directly drive a LED, you would need to add one transistor to drive a LED. A P-channel logic MOSFET can easily be used to invert the logic, turning ON a LED when input is too high. One LED, one small MOSFEt and one resistor is needed to implement this. (like 5.6k+2N7000 ed.)"

[Klas-Kenny]

Koppla MOSFET'ens Gate till utgången, Source till +12V, Drain till lysdiodens Anod, lysdiodens katod till lämplig resistor samt andra benet på motståndet till "minus".

När utgången ger ut "0" så kommer MOSFET'en att börja leda och lysdioden tänds, när utgången ger ut "1" så kommer MOSFET'en att stänga och lysdioden slocknar.

Edit: Förutsatt att du har en MOSFET som inte behöver så hög Gate-spänning för att börja leda, tex. den nämnda 2N7000, den är fullt "öppen" vid 3V.

[gokartnisse]

Snabbt svarat! Det gillar vi
Gäller detta en P-MOSFET???? För om jag förstod databladet till 2N7000 så är det en N-MOSFET?

Edit: Förtydligade själva frågan.

[Klas-Kenny]

Oj, ja det var det.

Det blir enklast med en P-MOSFET, leta upp en lämplig småsignals P-MOSFET med Gate treshold på minst -5V, den första jag hittade på Elfa var 71-307-76 som dock var ytmonterad.

[gokartnisse]

Gött, när du menar minsta Gate treshold spänning menar du alltså 0 volt till -5 volt? Bara så du inte menar i absoluta tal.
Det är grymt med bra svar och dessutom snabbt! Det uppskattas!

[gokartnisse]

Vänta lite nu här. Den krets du beskriver så kommer gate till source spänningen variera mellan -12v (vid låg insignal) och -7v (hög insignal)?
Då slutar väl ALDRIG en PMOSFET leda om Gate treshold spänningen inte är lägre (typ -10v) än -7v (i den perfekta världen)?

[Klas-Kenny]

Jag lyckas alltid virra ihop det där med spänningarna på MOSFET'ar
för att du tänker efter och inte bara litar på ett forumsvar

Om jag inte fortsätter tänka galet så borde det fungera med gate treshold på runt -10v, men med ''resning'' över ganska liten period så att den verkligen är helt stängd vid GS -7v.

Eller så ordnar du 5v med tex en 78L05, bör inte bli några större skillnader i förlusteffekt bara att de blir ett par komponenter extra

[Pucco]

Som du beskriver det så ska lysdioden lysa under normal drift och slockna vid overload.
Det är mycket svårare att se en kort släckning av ljuset än en kort tändning. Lite bakvänt känns det.

Om du normalt ska ha dioden på och tillfälligt släcka den så är det enklaste att koppla så här. 12V -> motstånd -> LED -> 0V och sedan kortsluta dioden med en N-mos.

Edit: Läste databladet lite väl snabbt. Låg signal är overload, alltså vill du att den ska blinka till vid overload. Mitt förslag fungerar men diodströmmen går ju alltid, kanske 5 mA extra för en bra diod.

[gokartnisse]

Med tanke på hur sällan den kommer blinka känns det onödigt att dra 5 mA konstant, batteriet kommer ju vara rätt stort ( 7,2 Ah) så det spelar ju ingen roll egentligen. Dessutom lär jag mig inget om hur man kan göra för att minimera strömförbrukningen :/

Edit: Skulle inte en PNP transistor som lowside eller highside switch funka? Hur hög ström krävs för att den ska vara fullt sluten?

[Klas-Kenny]

Det är alltid lite klurigt med pnp (eller P-MOS) när man vill styra med en lägre spänning än CE-spänningen...

En ide kan vara att använda två N-MOS samt ett motstånd.
En MOS (kallar den MOS1 för att inte blanda ihop för mycket) mellan LED och GND, ett motstånd på tex. 22k mellan +12v och Gate på MOS1, sen en annan MOS(2) mellan GND och Gate på den MOS1, och Gate på MOS2 till utgången från din AMP6.
Sen såklart motstånd i serie med lysdioden också.
Kanske även borde lägga till ett motstånd i serie med Gate på MOS1, då får du räkna på den spänningsdelaren som uppstår där så att inte spänningen understiger Gate Treshold på MOS1.

Då när AMP6'en ger 1 ut kommer MOS2 börja leda, den jordar då Gate på MOS1 vilket får den att sluta leda och LED slocknar.
När AMP6'en ger 0 ut kommer MOS2 sluta leda, 22k-motståndet drar upp Gate på MOS1 till 12v och den börjar leda, LED tänds.
Signal inverterad!

Då krävs det att MOS2 har gate treshold på max 5v, och MOS1 spelar ingen större roll då den får 12v på Gate, då leder de flesta MOSFET'ar fullt. Om du nu inte lägger ett motstånd mellan de två MOS'arna och bildar en spänningsdelare, då kanske G-T borde vara max 5v även på den.

En minimal förlust då det ständigt kommer att gå en ström på 12/22000 A igenom motståndet när LED'en är tänd, men det låter för mig helt ok. Kanske kan öka det motståndet ytterligare om du räknar litet på det (jag tog värdet ur luften).

Med reservation för fel och felstavningar, skriver från mobilen på väg hem ifrån en heldag på Liseberg...
Och insåg nu att det här inlägget tagit hela vägen från GBG till Halmstad, så jag hoppas att något är rätt i alla fall.

[gokartnisse]

Två stycken NMOS som lowside drivers alltså där den ena (MOS2) driver dioden och den andra (MOS1) bildar en spänningsdelare med ett 22kOhm motstånd? Räcker det verkligen med 22kOhm för att hinna ladda upp ingångskapacitansen i den lysdiodsdrivande MOSFET:en (MOS2). Isåfall är det ett givet alternativ! (0,5 mA bara)

EDIT: Lowside menade jag och inget annat!

[Klas-Kenny]

Du "måste" ju inte ha en spänningsdelare till Gate på MOS2, men det kan nog vara bra med ett motstånd mellan MOS1 och Gate på MOS2 för att begränsa strömmen igenom MOS1 (Annars vid tillslag kan MOS1 få för mycket ström igenom sig vid uppladdningen av Gate på MOS2, den strömmen begränsas då endast av ESR i Gate på MOS2, och den är nog inte särskilt väldefinierad). Och sätter du ett motstånd där, så BLIR det ju en spänningsdelare.
Skulle du använda tex. 120 ohm där så bör det kunna gå max 100mA igenom MOS1, och använder du en 2N7000 där som klarar 200mA är det ju goda marginaler. Och spänningen över Gate på MOS2 när MOS1 leder bör då bli ca. 0,68V, och då ska MOS2 vara stängd om du använder 2N7000.

Det finns väl egentligen inget "räcker" och "räcker inte" där, det beror ju bara på hur lång tid det får ta för lysdioden att tändas.
Enligt databladet har 2N7000 en ingångskapacitans på 60pF, och räknar inte jag galet bör det då ta 1,32µS för MOS2 att börja leda fullt då med 22k, vilket jag antar får ses som OK i det här fallet.

Såhär är det alltså jag tänker:

schema.JPG

[gokartnisse]

Jag menade att MOS1 tillsammans med 22k-motståndet bildar en spänningsdelare. Men jag förstår tanken med 100 Ohms motståndet så det kan nog vara bra att sätta dit ett sådant (lämpligt värde förstås).

Hur gör man för att beräkna tiden det tar att ladda upp en given kondensator med en given spänning över ett givet motstånd? Kan vara bra att kunna!

[Klas-Kenny]

Ja det blir klart en spänningsdelare, fast i dessa mått räknat är on-resistansen på en MOSFET ganska oväsentlig...

Jag har inte en aning om hur formeln ser ut, jag räknade det med Android-appen ElectroDroid

[jesse]

Det är ju inga effekttransistorer det handlar om, så laddningen på gaten är liten (=försumbar) vid lägre frekvenser. Du behöver därför inget 100 ohmsmotstånd. Däremot behövs givetvis ett pull-up motstånd till 12-volten på andra transistorn. Men om det är få omslag per sekund så duger 100kΩ.