Hallo Leute,
ich habe eine Betriebsspannung von 35-45V, die ich Highside auf eine
Last schalten möchte. Dafür soll ein IRL9Z34N herhalten.
So weit, so gut.
Jetzt ist aber i.A. die maximale Ugs bei Fets so bei 20V und wenn ich
jetzt das Gate hart auf Masse ziehe wird's vermutlich knallen.
Bisher hab ich folgende Schaltung
+35-45V
|
,------,-----------|
| | |
,-, ---, ,-,|---*---. IRL9Z34N
10k| | 12V^ | ||->-' ^
'-' | | ||---*---'
| | | |
`--*---´----´ |
| |
,-, |
10k| | ,-,
'-' | | R_l
| '-'
---,|---*---. BS170 |
||-<-, v ---
||---*---'
|
---
Da ich so aber zum einen Ständig einen Strom fließen habe (und es gibt
40 solche Kanäle!) und zum anderen die Schaltzeit suboptimal ist, suche
ich nach einer besseren Lösung.
Ich Schaltzeit des IRL ist nicht wirklich wichtig, aber sie sollte schon
deutlich <100us liegen, da kurz ein sehr grosser Strom fließt und ich
nicht unnötig Energie verheizen will.
Hat jemand einen Vorschlag, wie man das verbessern könnte?
Wichtig wäre eigentlich nur, daß kein allzu hoher Bauteilaufwand
betrieben werden muß, weil's halt 40 solcher Kanäle gibt.
Danke und Gruß
Fabian
Keiner eine Idee? oder ist der Ansatz mit dem P-Fet so schon ungünstig? Gruß Fabian
P-Fet ist immer etwas ungünstig... Einfachste Lösung: N-Fets nehmen und Masse schalten (wenn die Lasten das erlauben) Einfache Lösung mit P-Fets: Logik-Teil mit 7905 versorgen, dadurch eine "virtuelle Logik-Masse" bei etwa 30-40 V erzeugen. Gates direkt an die Logik-Ausgänge anschliessen Teuere Lösung: N-Kanal-Fets mit Highside-Treibern. Diskrete Lösung: zweite Versorgungsspannung für Gates mit 7912 erzeugen, Mosfet-Treiber (NPN/PNP) vor die P-Kanal-Fets, mit Level-Shifter ansteueren. usw.
Hallo Ernst, danke Dir erstmal. Masse schalten möchte ich nicht -> an der Last möchte ich nicht "ständig" VCC anliegen haben. Meinst du mit deiner "Einfache Lösung mit P-Fets" die ganze Logik einfach zwischen VCC und VCC-5V aufzuhängen? Eigentlich keine schlechte Idee... muss mal schauen, ob sich das Realisieren lässt. Die ganze Schaltung wird nachher aus 3-4 in Serie geschalteten Pb-Akkus versorgt, dann könnte ich die Logik auf die "oberste" Batterie hängen und die Power-Masse auf die "untereste"... Eigentlich wären mir N-Fets auf der Highside auch am liebsten, aber ich hab nix gefunden an Treibern, die dafür gut geeignet wären...hab ich auch noch nie zuvor gebraucht. Hat da jemand nen guten Vorschlag? Der Preis ist nicht so wirklich ausschlaggebend, wird eh ein Einzelstück, aber wenn die Treiber jetzt mehr kosten als die ganze Kalkulation bis jetzt wäre's natürlich unschön. Gruß Fabian
Hallo Matthias, danke für's Schaltbild. Irgendwie steig ich da aber grad nicht so ganz durch...kannst du dazu vielleicht noch ein paar erklärende Worte finden? Wenn am Eingang 0V anliegen zieht der NPN das Gate auf +36V, aber wenn 5V am Eingang anliegen und der PNP aufmacht seh ich nicht wie die Spannung am Gate begrenzt wird...und auf welches Potential? Gruß Fabian
>enn am Eingang 0V anliegen zieht der NPN das Gate auf +36V, aber wenn >5V am Eingang anliegen und der PNP aufmacht seh ich nicht wie die >Spannung am Gate begrenzt wird...und auf welches Potential? >nd der PNP aufmacht seh ich nicht Das ist der Fehler! Diese Schaltung arbeitet KOMPLETT analog. Es wird keiner der drei Transistoren JEMALS in die Sättigung getrieben! Sonit ist diese Schaltung sehr schnell. (100kHz locker, und demzufolge für PWM geeignet) Ganz einfach: R2/Q2 bildet eine Konstantstromquelle. Der Strom, der durch R1 getrieben wird (im Bild 13mA angegeben), lässt sich nach folgender Formel berechnen: u_in - 0,6V i = ------------- R2 mit 0/5V und 330Ohm ergeben sich somit etwa 0/13mA. Dieser Strom lässt über R1 eine Spannung von u_r1 = i*R1 abfallen. In diesem Beispiel also 0/13V. Da diese Spannung ja aber von der Betriebsspannung abgezogen werden muss, liegt am Knoten C_Q2&R1 eine Spannung von 36/23V. Also, egal wie hoch die Betriebsspannung ist, dieser Knoten hat IMMER Betriebsspannung oder 13V weniger! Die Schaltung Q1&Q3 ist eine sogenannte Push-Pull-Stufe. Diese wirkt als Stromverstärker. Es findet keine Spannungsverstärkung statt. Die Ausgangsspannung ist somit immernoch 36/23V, nur kann diese jetzt durch eine Last belastet werden. => Gatespannung (gegen SOURCE) 0/-13V, unabhängig von Betriebsspannung. (PS: Erklärung gilt nur, wenn keine Grenzen (MAX-Werte) überschritten werden)
Na klasse! Wenn man's gesagt bekommt isses sonnenklar! Ich hab mich von der Push-Pull-Stufe irritieren lassen, mein Kopf war irgendwie festgefahren bei PNP oben, NPN unten, also ein Spannungs-Strom-Verstärker. Ich danke dir vielmals!!! Wenn mir jetzt noch jemand ein Paar (PNP und NPN) Transistoren im SOT23 o.ä. Gehäuse nennen kann, die Vce >= 60V haben, wäre ich überglücklich...in einem Package oder getrennt is erstmal egal. Gruß Fabian
Fabian, die urspruengliche Schaltung war nicht schlecht, kann verbessert werden. Zum einen ist der 10k Pullup zu gross, dauert zu lange, mach da einen 2k hin. Zum anderen kann man den unteren Schalter als Stromquelle ausfuehren. Dies, indem man dem BS170 einen Sourcewiderstand spendiert.
>SOT23 o.ä. Gehäuse nennen kann, die Vce >= 60V haben,
Ja, gucke in meine Schaltung
;-)
@3359: Du meinst einfach so z.B.:
+35-45V
|
,------------------|
| |
,-, ,-,|---*---. IRL9Z34N
1k | | | ||->-' ^
'-' | ||---*---'
| | |
`--*--------´ |
| |
| |
| ,-,
| | | R_l
| '-'
---,|---*---. BS170 |
||-<-, v ---
||---*---'
|
,-,
330R | |
'-'
|
---
Dann müsste ich ca 15mA fließen haben und eine Ugs von -15V.
@Matthias: Der bc847c ist im Datenblatt von ST aber nur mit Vce(max) 50V
angegeben...das ist bei 4 vollen Pb-Akkus als Versorgung schon zu wenig
(4 x 13,4V = 54V).
Gruß
Fabian
Ich hatte hier nachgeschaut: http://www.smd.ru/files/upload/1253/ru/bc846_bc847_bc848_4.pdf http://blog.ednchina.com/Upload/Blog/2007/7/31/4c9b6c59-94ac-4d2c-9d22-5215a7cd300f.pdf
Das kannst als Transistoren BCP53 /56 verwenden. Die haben eine Kollektor - Emitterspannung von 80V. http://www.fairchildsemi.com/ds/BC/BCP56.pdf Gruss Helmi
@Helmut: das SOT-223 ist leider schon wieder recht gross...doppelt so gross wie das SOT-23. @Matthias: dann biste in der Zeile verrutscht! der BC847/857 hält nur 45-50V aus... der BC846/856 macht aber 65V. der sollte also gehn. was haltet ihr von der von 3359 vorgeschlagenen Schaltung (siehe 3 Posts weiter oben)? würde halt 2 Transistoren pro Kanal sparen. Gruß Fabian
>was haltet ihr von der von 3359 vorgeschlagenen Schaltung
Wenn du selten und langsam schaltest, dann kannst du das so machen.
Wenn du aber PWM machst, würde ich zu der raten. soooo groß und teuer
sind die beiden TRansistoren ja nun auch nicht...
@Fabian Neben der Spannung der Transistoren solltest du auch mal die Verlustleistung in der Schaltung von Matthias Lipinsky betrachten. Da könnte SOT23 schon etwas knapp werden. Gruss Helmi
>Verlustleistung in der Schaltung von
Willst jetzt meine sSchaltung madig machen..?
;-))
100% duty cycle:
Q2:
( 36V - (330Ohm+1k)*13mA ) * 13mA = 250mW
Q1:
=> die in FET (G-S Kapazität) gespeicherte Ladung pro Umschaltvorgang
vernichten.
Q3:
=> NULL
Ich hab nur quasistationäre Zustände: Jeder Kanal wird für 10-100ms eingeschaltet und das praktisch nur einmal. Also der rechnerische Duty-Cycle geht gegen 0. An der einfacheren Variante gefällt mir vor allem der geringere Lötaufwand: es ist schon ein Unterschied ob ich pro Kanal 2 Transistoren (=80 Transistoren) oder 4 (=160 Transistoren) habe ;-) Ich danke euch allen aber herzlich! Das hat mir echt weiter geholfen! Gibts eigentlich nen SOT-23 Äquivalent vom BS170? Sonst nehm ich da einfach den BC846... Gruß Fabian
>Willst jetzt meine sSchaltung madig machen..? ;-)) Nein würde ich doch nie tun. >100% duty cycle: >Q2: >( 36V - (330Ohm+1k)*13mA ) * 13mA = 250mW ist schon korrekt. aber bei 54V wie oben beschrieben ( 54V - (330Ohm+1k)*13mA ) * 13mA = 477mW BC847 max. 250mW Gruss Helmi
Vielleicht wäre das was für dich http://www.infineon.com/dgdl/BTS4880R_20040127.pdf?folderId=db3a304412b407950112b429648d40d8&fileId=db3a304412b407950112b42964f840d9&location=.de.product.findProductTypeByName.html_dgdl_BTS4880R_20040127.pdf_folderId_db3a304412b407950112b429648d40d8_fileId_db3a304412b407950112b42964f840d9
Ja die hatte ich mir auch schonmal angesehn, aber leider is die Max-Spng wieder etwas knapp (48V) und vor allem der Laststrom ist deutlich zu klein (1,5A). Meine Last kann u.U. schonmal 10A für bis zu 10ms ziehen und dann schalten diese "intelligenten" Switches die Last einfach wegen Over-Current ab. Mit dem IRL9Z34N hab ich nen PFet mit 100mR On-Widerstand und der kann locker genug Strom. Gruß Fabian
Du kannst die Schaltung ja auch umdimensionieren, sodass nur 1,3mA fließen und dann den Widerstand um den Faktor 10 erhöhen, damit wieder die gleiche Spannung abfällt, könnte vielliecht ein klein wenig auf die Schaltzeit gehen, sollte aber funktionieren.
>Du kannst die Schaltung ja auch umdimensionieren, sodass nur 1,3mA >fließen und dann den Widerstand um den Faktor 10 erhöhen, damit wieder >die gleiche Spannung abfällt, könnte vielliecht ein klein wenig auf die >Schaltzeit gehen, sollte aber funktionieren. Das geht natürlich auch. Die Schaltzeiten solltest du halt einfach mal mit nem Oszi nachkontrollieren...
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