@All Ich habe hier ein Analog Problem. Es geht um das Schnelle abschalten von Hochstrom Leitungen mit MOSFET. Da habe ich zum Beispiel eine 12V 20Amax Leitung, die normallerweise mit ca. 1 3A betrieben wird. Ein MAX471 überwacht den strom und gibt pro 1A 1V aus bei Überstrom kommt noch ein zusätzlicher Ausgang. Mit einem einstellbarem Komperator vergleichen ich die Spannung und schalte ab wenn der eingestellte Strom überschtitten ist. Der Komparator arbeitet mit 15V und der D-FF auch. Die Stromleitung hat 12V die, andere, einstellbare geht sogar bis 30V Mein Problem ist nun das ich den MOSFET (Experimente mit dem BUZ11) nicht komplett aufgestuert bekomme. Da hat der ja seinen geringsten Innenwiderstand von ca. 0,040Ohm Hat jemand ein Rat, eine Schaltung oder eine Adresse die mir bei dem Problem helfen könnte. Möglicherweise einen anderen Transistor?? Als Anlage eine Simulation! Ich danke schon mal
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Na klar, Du benutzt N-Kanal-MOSFETs, da muß die Last gegen + liegen und der Source auf Ground.
Ergänzung: In Deiner Schaltung ist es ja durchaus so, dass die Gatespannung im eingeschalteten Zustand +15V beträgt. Der Source hat zu diesem Zeitpunkt aber schon +12V. Das macht eine Ugs von 3V. Da der BUZ11 kein Logikpegel-MOSFET ist, langt's nicht zum "richtigen" Durchschalten. Auch ein Logikpegel-MOSFET hat da wohl schon Probleme.
@Christian Hast du möglicherweise eine Typenbezeichnung für ein passenden FET. Ich bin ein guter Sucher aber zu blöd zum finden :--)))) wf
Der war gut... In der aktuellen Beschaltung gibt es keinen passenden MOSFET. Wie gesagt: Wenn Die Last auch an +12V liegen darf, dann tue das. Last zwischen +12V und Drain, Source auf Masse, Gate bleibt da, wo es ist. Und die BUZ11 zeigen dann auch, was sie können :-)
Hallo "walifogel", wenn Du Deine Konfiguration so lassen musst, (Last an Masse R1,R2,R9) dann hast Du/hättest Du die Möglichkeit a) dafür zu sorgen, dass Deine Spannung am Gate immer um ca.10V höher ist, als am Source Pin des Mosfets. zB Taktgenerator mit 1x4093 und Spannungsverdoppler, welcher vom D-FF ein und ausgeschaltet wird, 15V Z-diode zwischen G und D b) einen P-Kanal MOSFET einsetzen zb. IRF5305 http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf5305.pdf Reichelt 0.58Euro Der Eingang vom Komparator muss getauscht werden (invertierend<->nichtinvertierend) RC Glied am Eingang nicht vergessen. Wesentlich einfacher gestaltet sich die Sache, wenn Du die Last in die PlusLeitung legen könntest. Dann könntest Du Source vom MOSFET an Masse legen. Im eingeschalteten Zusatnd bräuchtest Du nur die Spannung über dem MOSFET messen (40mOhm RDS_on) und könntest von dort auf den Komparator gehen und Dir den MAX 742 einsparen. Gruß AxelR.[DG1RTO] PS schreibt man fogel nicht mit "V" ;-)?
@Christian Könnte man nicht mit einer Hilfsspannung??? und einem Transistor die Gatespannung soweit erhöhen das sie immer für das sichere öffnen reicht. Das ist ein ATX - Schaltnetzteil Bei den 3,3 und 5V reicht es ja. Es soll noch eine einstellbare Spannung 3 30V dazukommen. Es wird doch da ein Trick geben ??? wf
Ich nehme an, die Last soll gegen Masse geschaltet werden. Bitte gib hierauf eine Antwort. Wenn es der Fall ist, dann tue exakt das, was Axel schreibt und zwar die Geschichte mit dem P-Kanal-MOSFET und vertauschen der Komparator-Eingänge. Der P-Kanal muss halt gegen Masse gezogen werden, um einzuschalten.
Bitte verzeiht mir das ich mich so ungenau ausgedrückt habe. Da seht man das ich von Analog keine Ahnung habe. Die Schaltung soll eine Schutzmaßnahme des Verbrauchers sin. Und sie befindet sich noch im Netzteil Gehäuse. Da der FET innerhalb von einigen hundert ns schalten kann soll er bei Überstrom den Verbraucher Komplet abtrennen. Gibt das eigentlich eine Spannungsspitze wenn der Strom von 10A auf 0A zusammen bricht ??? Da sollte ich lieber noch Varistoren vorsehen ??. walifogel Das mit dem 'f' lasse ich jetzt, alle 50..60 Postings merkt das einer.
Also, Strom mit einem uC an- und ausschalten ? Sieh Dir mal die BTS... Reihe bei Infineon (richtig geschrieben?) an. Das sind ProFET (Smart High Side Switch). Die setzen wir jetzt auch ein um Ströme zu schalten. Für ganz Dumme: TTL-Eingang und schaltet etliche Amperes. Bei Kurzschluß oder ä. wird abgeschaltet und gemeldet. Echt für Dumme ! (KFZ-Industrie)
Was den BUZ11 angeht: Mit einer Ausgangsimpedanz des 4013 von etwa 1000 Ohm und R7 in Reihe mit 400 Ohm hast du eine Gesamttreiberimpedanz von etwa 1400 Ohm. Die Ausgangsimpedanz 1400 Ohm ergibt mit der Gatekapazität 2 * BUZ11 = 2 * ca. 1 nf etwa eine Schaltzeit in der Region 2,8 µs (RC-Glied: R_Treiber * C_Gate). Zum Abschalten scheint das ausreichend, oder? Die Schaltung sieht ansonsten gut funktionierend aus. Was mir aber gerade zum Thema "Synchrones Design in Clock-Netzwerken" ganz böse auffällt, ist die Parallelschaltung der Eingänge D und CLK am D-FF 4013. Sicher erwartest du, daß das Clock-Signal (Pin 3 am 4013) das gleichzeitig eintreffende D-Signal (Pin 5 am 4013) an des D-Flipflops Ausgang /Q (Pin 2 am 4013) schaltet. Dem ist nicht so: Das D-Signal benötigt vor dem CLK-Signal eine Setup-Time von wenigen ns, und es sind wirklich nur die paar ns, sonst schaltest du stets das Signal, welches "vor" dem CLK-Impuls ansteht. Abhilfe schaffen ein- oder mehrere Zeitverzögerungsglieder, z.B. aus dem 4010, zwischen D- und CLK-Signal. Billiglösung anstatt einem Gatter ist vielleicht ein einfaches RC-Glied (einige 10 ns) zwischen D- und CLK- Eingang des 4013. Vielleicht liegt hier der Hund begraben??? Wäre nett, mal wieder was von der (verbesserten) Anwendung zu hören. Gruß Dietmar
Die verzögerung betägt jetzt ca.30 us zwichen CLK und D Das Hauptproblem ist aber das die BUZ nicht ganz durchgesteuert werden und bei 10A schon über 1V an ihnen abfält. Die 10W müsten aber nicht sein denn die Haben ca. o,o4Ohm D-S Widerstand. Da weis ich noch kein Trick mit dem man das lösen könnte?. Schlimmer wird es bei dem 30V ausgang. wf
Das mit dem 'f' lasse ich jetzt, alle 50..60 Postings merkt das einer. ...ein Zeichen beneidenswerter Flexibilitaet.
200 Ohm Gatewiderstand ist doch viel zu groß, kein Wunder, dass er nicht richtig durchsteuert.
Der Ausgang des Komparators könntest Du an den SET-Eingang des 4013 anschliessen. Die beiden Eingänge vom Komparator sind noch vertauscht. Für den IRF5305 reichts nicht? Willst Du nun Tipps haben, oder eine Schaltung zum nachbauen? http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-332505.html#332528
@Simon Küppers Kannst Du Deine Ausführungen näher erläutern? Bedenke: Gate != Basis
@Axel Rühl (AxelR) Ich habe Deine Vorschläge nicht so richtig verstanden. Warum soll ich stat eines N-Typen längsseits einen P-Typen nehmen. Und das Problem mit der Totaldurchschaltung ist dadurch nicht beseitigt, oder?? Nochmal zur Erinnerung, der FET ist eine Sicherheitsmaßnahme gegen zu große Strome. Sie kann, je nach Ausbaustufe bis zu 5x vorkommen, davon 4x bei regelbarer Eingangsspannung. Deshalb habe ich überlegt das ich mir eine Hilfsspannung mit so einen Billig Schaltwandler (sehen wie Festspannungsregler aus) erzeuge. 35V reicht für alle, aber mit den R Transistorstufen tue ich mich noch schwer. wf
walifogel Du kommst so nicht weiter. Wenn Du den Sinn eines P-Kanal-MOSFETs nicht verstehst, macht es keinen Sinn, Schaltungen mit MOSFETs zu bauen. Fange einfacher an. Bedenke: Du willst Dir ein Low-Budget-Labornetzteil bauen. Du verstehst aber die Schaltung Deines Labornetzteils nicht. Dann besorge Dir doch einfach nen Trafo und baue einen Linearregler mit Strombegrenzung (z.B. L200) darum herum. So haben wir alle angefangen. Vergiss für den Anfang diesen High-Tech-Kram. Was würdest Du denn mit diesem Netzteil tun wollen? Testschaltungen anklemmen? Dann wird Dir dieses Netzteil schon abschalten, wenn Du einen Kondensator dranklemmst. Deine Antwort: Dann mach ich die Schaltung halt träger. Meine Antwort: Ersetze doch Deine Schaltung durch eine Schmelzsicherung. So eine Schaltung verstehen wir dann auch beide.
x A, flink
+-------+
+12V In o------+-------+--------o +12V Out
+-------+
Gnd o-----------------------o Gnd
Ja, so könnte es gehen :-)
Schau Dir doch mal den HIP4081 an, der kann genau das, was Du brauchst: zwei HighSide N-Kanal-Fet dauerhaft einschalten (dank integrierter Ladungspumpe) und innerhalb weniger ns abschalten. Aber es geht auch mit einem P-Kanal-Fet, z.B. IRF5210. +Vcc +Vcc E S PNP B C +-------- G P-Fet | PullDown Gnd D zur Last Wenn die Basis des PNP nach unten gezogen wird (mit einem Spannungsteiler), entlädt er das Gate schlagartig und der Fet öffnet.
Es gibt 'ne Studie, in der erkannt wurde, dass der Einsatz eines Highseide-Smartswitch der BTS-Serie bereits Vorteile bringt, wenn man ihn nichtmal als Schalter, sondern nur als Sicherung nutzt. ...
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Habe euren neuen vorschlag in den Simulator gesteckt, geht aber noch nicht. Da gehe ich noch mal bei. In der Zwischenzeit könntet Ihr mal die Schaltung zerlegen, die funktioniert im gesamten Bereich, von 3,3V bis 30V. Wf
Eventual sollten die R Dimensioniesirung verbessert werden. Ich habe die nur nach Gefühl eingesetzt. Die Hilfsspannung soll nur ca 500mA liefern und MAXIAL 7 gleichartige SCHATER versorgen. Wf
> In der Zwischenzeit könntet Ihr mal die Schaltung zerlegen, ... Warum sollten wir das tun? Willst du das Netzteil bauen oder wir? > in den Simulator gesteckt, ... Aha, ein Simulant... ;-) Meinst du, dass der Besitz eines Simulators Erfahrung und Wissen ersetzen kann? Aber vielleicht solltest du dir doch mal die P-Kanal-MOPETs anschaun. ...
Wegen den 200 Ohm: Klar MOSFET != bipo transi, ABER wenn das Gate entladen/geladen werden muss, (ist ja ein Kondensator, das gate), dann muss ein Strom fließen. Wenn der durch den Widerstand begrenzt wird, wird der Kondensator länger brauchen um geöffnet zu werden.
@Axel Rühl (AxelR) Mensch Axel man müsste richtig böse mit dir sein, warum hast du nicht noch ein paar Zeilen geschrieben. Deine Schaltung habe ich glatt übersehen. Die ist einfacher und damit sicherer. Hast du die Schaltung mal für den gesamten Spannungsbereich und Strombereich 3A max ?6A? durchgefahren ?? Dann muss ich mir doch die IRF3050 bestellen, von den BUZ habe ich noch massig, frühere Tests mit Ausgängen.
wali: Welchen Simulator hast Du? Möchte auch mal Simulant spielen. Axel: in deiner geposteten Schaltung muss das Gate schnell ENTladen werden, also sollten kleine Widerstände zwischen G und S liegen, nicht zwischen G und Gnd. Außerdem: .JPG sind unoptimal für Strichzeichnungen, am besten .png oder .gif
@Profi Simmula läst grüssen @Axel Kannst du mir das File schicken dann mache ich auch keine meiner geliebten Flüchtigkeits Fehler. @Profi MultiSimm läst grüßen @Axel Kannst du mir das File schicken dann mache ich auch keine meiner geliebten Flüchtigkeits Fehler. walifogel@yahoo.de wf
Hi Profi, [.. in deiner geposteten Schaltung muss das Gate schnell ENTladen werden, ..] jaja schon klar. Er soll die Schaltung erstmal so zum laufen bekommen! Erstmal voll Banane, ob die Sicherung in 70ns, 150ns oder in 720ns anspricht. Was fehlt, ist eine weiche Einschaltkurve. Die Sicherung löst sonst sowieso ständig aus -siehe hier: http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-332505.html#332776 Stichwort "Kondensator" @walifogel Simulatendatei im Anhang(ungetestet)
@Axel Du musst deine Schaltung mal selber testen. Ich bekomme eine ABSCHALTzeit von ca. 1 ms, mit einer e Funktion wie ein C. Mit den BUZ kam ich auf 950 ns und Rechteck. Habe auch ein bisschen mit der Dimensionierung gespielt aber das hat wohl kein einflus. wf
walifogel, um das Taktproblem mit dem 4013 zu handhaben, mußt du vielleicht nicht mit einem riesigen Bauteileaufwand protzen (2 R und 1 C): Um den CLK-Eingang etwas gegenüber dem D-Eingang zu verzögern, reicht vielleicht ein einziger Widerstand vor dem CLK-Eingang. Der CLK-Eingang des 4013 selbst ist kapazitiv, hat eine Eingangskapazität von einigen 10 pF (Datenblatt sehen!). Den kann man für das RC-Glied mit heranziehen. Also: R8 und C1 komplett weglassen und R10 ab ca. einigen 10k aufwärts dimensionieren! Die Flankensteilheit am CLK-Eingang ist nicht näher spezifiziert, also müßte das genügen. Gruß Dietmar
@Walifogel, sei mir bitte nicht böse, aber ich bin nicht dein persönlicher Schaltungsentwickler. Ich habe lediglich auf P-Kanal umgestellt. Die Ansteuerung mit nur einem npn Transistor ließ von vornherein keine anderen Daten erwarten. Da musst DU nochmal ran - nicht ICH!
@Axel Rühl (AxelR) Schade Ich dachte ich hätte jemanden gefunden der, von der Analogelektronik mehr versteht als ich, und mich gelegentlich mit Tipps und Tricks versorgt. Wie z.B. das P-Kanal POWER-MOSFET generell eine höhere Kapazität haben und mit welchem Trick man das umgeht. Ich will dich dann mit meinen Problemen nicht weiter Belästigen. MfG walifogel
Die Schaltung hat schon ihre Berechtigung, das Problem ist nur, dass die beiden Eingänge des OpAmps vertauscht werden müssen. Wenn die Spannung vom MAX über die Spannung des Potis steigt, wird der Ausgang hoch und der Q3 schaltet die Gates auf Gnd. Ist doch in Ordnung. Falls die Sicherung gleich beim Einschalten auslöst, R7 deutlich erhöhen für langsames Aufladen des Gates (SoftStart-Funktion). Die BUZze brauchen dann vermutlich einen Kühlkörper. Außerdem R4 durch eine Diode mit Schalter (Reset) ersetzen, damit die Sicherung ausgelöst bleibt (Selbsthaltung). die 35V würde ich auf 38 erhöhen, damit der FET wirklich niederohmig wird.
@Profi Bitte nicht so sehr an dem einzelnem D-FF festhalten. Denn der teil über den wir grade reden wird es bis zu 6x, 3x auf jeden fall, geben. Da das ganze noch einen Prozessor, für die Spannung -messung - einstellung erhält, setze ich jetzt einen 6 fach D-FF mit gemeinsamen CL und /RESET ein. Dann können sie einzelnen Spannungen vom Prozessor eingeschaltet werden. Sollte aber eine Strombegrenzung auslösen dann werden alle Spannungen abgeschaltet. Ich wollte die Einzelnen Komperatoren mit einer Dioden ODER Matrix auf den /RESET legen, wegen möglicher Teilbestückung und Spart ein IC. Außerdem werden wird der Komperatorteil mit 5V versorgt und ich kann dann die Digitalen Poti einsetzen. Die Kühlkörper möchte ich mir sparen, die FET sind für den Normalbetrieb Extrem überdimensioniert.
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