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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Ansteuerung kostengünstig


Autor: BMK (Gast)
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Ein MOSFET IRF7413 soll um die 100 kHz angesteuert werden.
Versorgungsspannungsbereich 4 - 14V
Der IRF7413 hat bei 4V noch rd. 20mOhm RDSon; akzeptabel.

Klar, sowas macht ein passender Treiber z.B. ein ICL7667
kostet aber im Euro-Bereich. Und unter 4,5V geht's wohl nicht.

Idee: Ein CMOS Baustein 74AC14 = 6fach Schmitt Trigger (12 Cent)
Der ist schön schnell und macht auch noch aus einem
'trapezigen' Eingangssignal ein sauberes Rechtecksignal.
Und treibt in beiden Richtungen bis zu 50mA (max. rating),
also wenn parallel 6x 50mA = 300 mA und Impuls evtl mehr (?)

Problemchen: Empfohlene Betriebsspannung 2-6V (max. 7V)
Lösung: ZF5,6 an Vcc, Kondi etwa 100nF + 4,7µF dazu.
Über Widerstand an 4-14V. Statisch fließt ja so gut wie
kein Strom; der wird nur im Schaltmoment gebraucht.

So, nun zum Eingang des 74AC14. Der muss sicherlich auch
begrenzt werden, etwa durch ZF5,6 (über Vorwiderstand).

Jetzt die eigentliche Frage:
Macht die Z-Diode möglicherweise die 100 kHz platt?
(Eigenkapazität, langsames Ansprechen)
Ist da evtl. eine Supressordiode besser am Platz oder
mag die keine 'Dauerbestromung', wenn auch nur gering?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>So, nun zum Eingang des 74AC14. Der muss sicherlich auch
>begrenzt werden, etwa durch ZF5,6 (über Vorwiderstand).

Mach einfach nen kleinen Widerstand in Reihe zum Eingang. Damit nutzt du 
die internen Schutzdioden. Ein paar mA können die schon ab.
Hab ich auch schon mal gemacht. Geht bestens.

Achja, tue das Ganze ordentlich mit Blockkondensatoren abblocken!

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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> Jetzt die eigentliche Frage:
> Macht die Z-Diode möglicherweise die 100 kHz platt?
> (Eigenkapazität, langsames Ansprechen)
> Ist da evtl. eine Supressordiode besser am Platz oder
> mag die keine 'Dauerbestromung', wenn auch nur gering?

Das ist relativ ungenau. Besser ist eine Schottky-Diode vom Eingang nach 
Vcc. Je nach Art des Steuersignales kann es aber viel einfacher sein, 
einen Treiber diskret aufzubauen.

Jörg

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Die Ausgaenge von Schmidt-Trigger ICs wie den AC14 parallel zu schalten 
wie zum Beispiel einen AC04 geht nicht. Da die Umschaltpunkte der 
einzelnen Gatter streuen schalten die nie gleichzeit und zwar umso 
unterschiedlicher je langsamer die Anstiegszeit am Eingang ist.

Gruss Helmi

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das kann man aber beheben indem man das Signal erstmal über ein Gatter 
säubert und damit dann die restlichen parallel treibt.

Autor: BMK (Gast)
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Prima, danke für die Antworten.

Werde dann mal für den Eingang nur einen 10k vorsehen,
dann haben es die internen Schutzdioden bezüglich der
überschüssigen Spannung mit < 1mA zu tun.

Und beim 74AC14 erstmal ein Gatter zum 'Säubern' ansteuern,
(oder auch 2 hintereinander je nach Signallage) und danach
die restlichen parallel. Schaun mer mal.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Und wenn man das Gattergeraffel weg lässt und eine Push-Pull Stufe aus 
zwei Bipolartransistoren aufbaut? Könnte ähnlich günstig aber um einiges 
zuverlässiger sein. (Zumal 300mA und 100kHz knapp werden könnte - je 
nach Gate Kapazität halt.)

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Gast (Gast)
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Woher kommt denn Dein Schaltsignal?
BC337 und BC327 als Gegentaktendstufe (Emitterfolger ohne Vorspannung) 
liefern hohe Ströme bei kurzen Schaltzeiten. Da kannst Du Dir den 74xx14 
(oder auch 74xx04) schenken.

Autor: BMK (Gast)
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BC337 und BC327 als komplementärer Emitterfolger habe ich
auch schon überlegt. In der Tat liefern die höhere Ströme.

Aber: Da wird die Eingangsspannung nur 1:1 weitergereicht.
Und richtige Moosfet-Treiber haben nicht ohne Grund
eine Schmitt-Trigger Stufe drin, damit das Ausgangssignal
steilstmöglich wird.

Wenn nämlich ein OpAmp mit kleiner bis mittlerer SlewRate
das Signal liefert, sehe ich da eher eine trapezförmiges
als ein echtes Rechteck-Signal.

Autor: Felix Bonjour (e-b)
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Und richtige Moosfet-Treiber haben nicht ohne Grund
eine Schmitt-Trigger Stufe drin, damit das Ausgangssignal
steilstmöglich wird....

Der Schmitt-Trigger macht das Ausgnagssignal nicht steilstmöglich.

Die Anstiegszeit (Slew-Rate) des Ausgangsignals wird von der Technologie 
(TTL, COMS, HC, etc.) und deiner Beschaltung bestimmt.

Der Schmitt-Trigger wirkt am !Eingang! Durch ihn hat dein Eingang eine 
Hysterese.

Schau mal auf:
http://www.krucker.ch/DiverseDok/Schmitt%20Trigger.pdf
oder:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger
nach.

Bei Eingangssignalen mit:
- langsamer Anstiegszeit
- nict stetisch
- ...
wirkt der Schmitt-Trigger. Klar sieht dein "Ausgangssignal" danch auch 
besser Aus, ist aber nicht mehr oder weniger "steilstmöglich" als ohne.

Gruss,
Felix

Autor: BMK (Gast)
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Felix wrote:

"Der Schmitt-Trigger macht das Ausgangssignal nicht steilstmöglich.
Die Anstiegszeit (Slew-Rate) des Ausgangsignals wird von der Technologie
(TTL, COMS, HC, etc.) und deiner Beschaltung bestimmt."

Hm, nunja, ist von der Aussage her zunächst mal teilweise richtig.

Die Unterschiede in der Steilheit werden aber, was die Technologie
betrifft, erst im MHz Bereich oder höher eine signifikante Rolle
spielen. Und in der Liga spielen wir bei dem Beispiel nicht.

Ich behaupte mal, dass die Technologie ( Bipolar Transistor vs
CMOS 74ACxx) für unser Beispiel nicht ausschlaggebend ist, weil
so oder so allemal schnell genug, um den MOSFET zügig umzuschalten.
(Mal von dem möglicherweise zu geringen Treiberstrom abgesehen)

Klar hat ein Schmitt-Trigger eine Hysterese, die sich aber hier in
keinster Weise negativ auswirkt. Und doch, der Schmitt-Trigger wird
das Ausgangs-Signal bestmöglich steil machen, im Rahmen dessen, was
die Technologie hergibt.

Autor: Gast (Gast)
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>Aber: Da wird die Eingangsspannung nur 1:1 weitergereicht.

Darum hatte ich ja gefragt, woher Dein Signal kommt (und damit wie es 
aussieht). In der Regel (z.B. µP-Ausgang) hat man doch ein 
Rechtecksignal mit kurzen Schaltzeiten.
Unter Umständen könnte man aber auch einen NE555 als Treiber 
verwurschteln.

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