Hi Leute, also was ich machen will ist, Strom in 2 verschiedene Richtungen treiben. Dies habe ich mit 2 N Kanal Fets realisiert. Im Anhang sehr ihr meine Schaltung. Und bitte nicht "das könntest du auch mit dem und dem Bauteil machen", denn die Schaltung steht schon und funktioniert nicht nach meinen erwartungen. Meine Erwartungen bzw was ich will: Wenn ich Q1 aufsteuere und Q2 sperre soll der Strom von C1 nach C2 über die Drain von Q1 fließen. Umgekehrt dann von C2 über Q2 in C1. Was passiert nun in der realität genau: beide Transistoren werden aufgesteuert an einem liegt Ugate 3,3 V vom µC USource 0 und drain 0,3 an dem anderen liegt ugate=0,1 V udrain 0,3 und usource -0,2 V Woher kommen denn die Minus 0,2 V bitte? Die Ansteuerung geschiet mit einem Atmel 1 khz Takt. DIeser sieht aber gut aufm oszi aus und wenn vom Atmel eine 0 kommt dann ist es auch eine 0. Die 0,1 am Gate kann ich mir halt nicht erklären. Könnt ihr mir weiterhelfen? Und bitte hier nicht über Sinn und Zweck dieser Schaltung diskutieren, es geht einfach darum Strom schnell in beide richtungen zu treiben. MFG
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Sakra, da legst di nieder. Und ich dachte immer Strom fließt nur, wenn Spannung vorhanden ist, ist wahrscheinlich überholt. Wo ist denn die Spannungsquelle, die den Strom durch die Transistoren fließen lassen soll?
> Wenn ich Q1 aufsteuere und Q2 sperre soll der Strom von C1 nach C2 über > die Drain von Q1 fließen. Umgekehrt dann von C2 über Q2 in C1. Wie soll das denn gehen? Ein Gleichstrom kann doch nicht einfach so über einen Kondensator fließen. Hast Du schonmal eine Simulation der Schaltung probiert?
Praktisch alle Leistungs-MOSFETs haben Bodydioden (Bulk-Dioden). Die sind in Deinem Schaltplan zwar nicht gezeigt, aber vermutlich vorhanden. Was Du (wahrscheinlich) gemacht hast, ist eine Antiparallelschaltung zweier Dioden. Und dass die nicht wirklich viel macht, ist normal... Wenn man über MOSFETs in beiden Richtungen steuern will, muss man sie antiseriell schalten und nicht parallel. Überhaupt sieht die ganze Schaltung ziemlich sinnlos aus.
Ich sagte doch, bitte nicht den Sinn beachten. Insgesamt habe ich 18 Tranistoren, mehrere Zellen und einen Kondensator. Aber das Prinzip ist immer dieses hier. Also geht davon aus, Potential an einem Kondensator immer größer als am anderen, nur dann kann Strom flie0en in diese richtung, das ist mir klar.............
Johannes M. wrote: > Praktisch alle Leistungs-MOSFETs haben Bodydioden (Bulk-Dioden). Die > sind in Deinem Schaltplan zwar nicht gezeigt, aber vermutlich vorhanden. > Was Du (wahrscheinlich) gemacht hast, ist eine Antiparallelschaltung > zweier Dioden. Und dass die nicht wirklich viel macht, ist normal... genau solche Einschätzungen wollte ich haben. Von einer Bodydiode hab ich schonmal gehört. Es gibt auch mosfets ohne diese Bodydioden. Also sperre ich mir den Strom dadurch immer in beide Richtungen? Wie kann ich das verhindern?
Marco M. wrote: > Also sperre ich mir den Strom dadurch immer in beide Richtungen? Nein, Du sperrst gar nichts! Zeichne Dir einfach mal zwei antiparallele Dioden hin und überlege, was die wohl machen, wenn da Spannung drauf kommt. > Es gibt auch mosfets ohne diese Bodydioden. Im Leistungsbereich kaum.
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Johannes M. wrote: > Marco M. wrote: >> Also sperre ich mir den Strom dadurch immer in beide Richtungen? > Nein, Du sperrst gar nichts! Zeichne Dir einfach mal zwei > antiparallele Dioden hin und überlege, was die wohl machen, wenn da > Spannung drauf kommt. > >> Es gibt auch mosfets ohne diese Bodydioden. > Im Leistungsbereich kaum. also habe ich immer den abfall über die dioden?
und außerdem sitzt source der MosFets auf nicht fest definiertem Pegel (nämlich am Kondensator), dadurch kannst du überhaupt garnicht mit 0/5V pegeln schalten sondern bräuchtest einen pegelwandler un d den auch noch galvanisch getrennt, damit du sie auf das floatende Source Potential heben kannst.
Marco M. wrote:
> Dateianhang: Unbenannt.jpg (3,3 KB, 0 Downloads)
Weißt Du, was parallel heißt? Das da ist seriell!
Hauke Radtki wrote: > und außerdem sitzt source der MosFets auf nicht fest definiertem Pegel > (nämlich am Kondensator), dadurch kannst du überhaupt garnicht mit 0/5V > pegeln schalten sondern bräuchtest einen pegelwandler un d den auch > noch galvanisch getrennt, damit du sie auf das floatende Source > Potential heben kannst. kein festes Potential---verstanden, da Selbstentladung usw aber den 2ten Punkte mit dem Pegelwandler habe ich nicht verstanden, kannst du das noch mal erneut erklären? bitte
Hauke Radtki wrote: > und außerdem sitzt source der MosFets auf nicht fest definiertem Pegel > (nämlich am Kondensator), dadurch kannst du überhaupt garnicht mit 0/5V > pegeln schalten sondern bräuchtest einen pegelwandler un d den auch > noch galvanisch getrennt, damit du sie auf das floatende Source > Potential heben kannst. Das kommt noch hinzu. Nützt aber alles nix, solange er sich der Dioden nicht bewusst ist.
Johannes M. wrote: > Marco M. wrote: >> Dateianhang: Unbenannt.jpg (3,3 KB, 0 Downloads) > Weißt Du, was parallel heißt? Das da ist seriell! du hast antiparallel geschrieben^^ das gegenteil von parallel ist fürmich seriell....... du meinst dann sicher parallel nur das dioden genau vertikal verdreht zueinander liegen richtig?
Marco M. wrote:
> kein festes Potential---verstanden, da Selbstentladung usw
Nix "Selbstentladung"! Ein MOSFET wird über seine Gate-Source-Spannung
gesteuert, und die muss bei einem n-Kanal-enhancement-MOSFET positiv
sein (also am Gate ein höheres Potenzial als an Source). Und das
bekommst Du mit Deiner Schaltung für einen der beiden MOSFETs nicht hin!
Marco M. wrote: > du hast antiparallel geschrieben^^ Genau! > das gegenteil von parallel ist fürmich seriell....... Antiparallel ist nicht das "Gegenteil" von parallel! > du meinst dann sicher parallel nur das dioden genau vertikal verdreht > zueinander liegen richtig? Anode der einen mit Kathode der jeweils anderen verbunden!
Johannes M. wrote: > Marco M. wrote: >> du hast antiparallel geschrieben^^ > Genau! > >> das gegenteil von parallel ist fürmich seriell....... > Antiparallel ist nicht das "Gegenteil" von parallel! > >> du meinst dann sicher parallel nur das dioden genau vertikal verdreht >> zueinander liegen richtig? > Anode der einen mit Kathode der jeweils anderen verbunden! ok, aber was soll dabei sein? Somit leitet immer nur eine, da an deiner einen 0,3 liegen und an der anderen -0,3. aber mein Potential an gate ist doch eigentlich höher als an source. Sagen wir ich lade den Kondensator mit max 3 V auf und würde sich Transistoren mit 5 V aufsteuern....
Sieht irgendwie so aus, als ob Herr Marco M. ein perpetuum mobile bauen möchte.
Marco M. wrote: > ok, aber was soll dabei sein? Somit leitet immer nur eine, da an deiner > einen 0,3 liegen und an der anderen -0,3. Das tut jetzt langsam richtig weh! Es leitet immer einer, und zwar völlig unabhängig davon, was an den Gates passiert!
was-willst-du wrote: > Sieht irgendwie so aus, als ob Herr Marco M. ein perpetuum mobile bauen > möchte. Nein möchte ich nicht -) ich möchte "einfach" nur Strom in beide Richtungen fließen lassen, wie mit einem einfachen, mechanischen Schalter!
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Was ist mit der Schaltung? Also in der Simulation ist es kein Unterschied, ob meine Quelle oben oder unten liegt, beide Male fließt Strom. Außerdem kann ich, wie gewollt durch Sperren des Transistors komplett die Verbindung trennen.
was-willst-du wrote:
> Dann gehts doch oder täusch ich mich?
Naja das wollte ich von den Experten hier wissen.
Simulation ist nicht alles...............
Bau doch ein Muster, wenn Du schon sicher bist.
Nur hat die jetzt gepostete Schaltung mit der ersten nicht das geringste zu tun hat. Zweitere funktioniert auch nicht richtig.
die Body-Diode in Q1 ist grundsätzlich in Durchlaßrichtung gepolt, da Q1 sozusagen verkehrt herum ist - da wirste also kaum einen Effekt haben ... Was soll überhaupt die Schaltung?
Ich denke, da fehlt noch das Verständnis, wie ein Mosfet angesteuert wird. Der Mosfet ist da ziemlich eigen und schaut nach, welche Spannung denn zwischen Gate und Source (7 und 2 ) anliegt und entscheidet dann, ob er leitet. Und was hamwer da? Schlecht zu sagen, Punkt 2 hängt in der Luft.....
die 2. Schaltung funktioniert prinzipiell. Allerdings muss die Spannung am Gate um ca. 5-10V höher als die Kondensatorspannung sein. Aber nicht höher als die max. Gatespannung
>Antiparallel ist nicht das "Gegenteil" von parallel!
Na eigentlich schon, das Gegenteil von parallel ist nur nicht seriell
was man aber gerne annimmt ;).
Zur zweiten Schaltung: Das klappt nicht wirklich da Q1 nicht
aufgesteuert werden kann. Nehmen wir mal an die 3.3V werden auf die
Gates geschaltet, dann schaltet Q2 die Spannung von V1 auf Leitung 2. An
Leitung 2 ist aber Source von Q1 angeschlossen, Gate von Q1 liegt ja auf
3 V. Damit haben wir eine Gate-Source-Spannung von -0.7 V. Nunja, Vth
von einem N-Kanal Enhancement ist auf jeden Fall positiv und nicht
negativ. Wie also soll Q1 hier zum Schalten bewegt werden? Dass dennoch
ein Strom fließt liegt einfach an der Tatsache, dass bei vielen Mosfets
eine Diode (die Bulk-Diode) von Source nach Drain liegt und die ist nun
in Flussrichtung gepolt. Ersetzt du jetzt aber Q1 durch einen
P-Kanal-Mosfet dann könnte es klappen)
stimmt nicht. müssen 2 N-Kanal Mosfets sein. Die schalten beide. Ähnlich wie Marco es im letzten Beispiel gezeigt hat. Nur eben mit V2=ca 12V. Bei einem P+N Fet schaltet immer nur einer. Marcos letztes Beispiel habe ich so schon in 2 Serienprojekten eindesignt. pq
Meine Beschreibung basiert auch auf der Skizze oben und da ist V2 mit 3V angegeben und damit kann Q1 einfach nicht schalten, Grund ist oben erklärt. Mit 12V gehts aber nur wenn V1 < V2 ist, so 6-7V würde ich da mal mindestens einplanen. Aber was bringt es eigentlich zwei n-Kanal-Mosfets so zu verschalten? (außer Probleme und Einschränkungen?)
warum Probleme und Einschränkungen ? Das ist ein ordentliches Design.
na dann verkaufe mal dieses Design. Es fängt ja schon damit an, daß die 3V Gatespannung bei üblichen Mosis kaum einen Strom im Q2 erzeugen wird, selbst wenn S auf Masse liegen würde.
... ich sagte 12V ! nicht 3V Das Design ist so seit mehreren Jahren in einem Batteriemanagementsystem. Und es kommt in den nächsten Monaten wieder in ein Telematiksystem. Beides Produkte für den Automobilmarkt. Schaltung hat schon alle Test bestanden. - Simulation - Labortest - WorstCase Rechnung - Freigabeerprobungen - Felderprobung pq
Ergänzung: bei V2=0V sind beide Fets nicht eingeschaltet. R=Meg/Gig-Ohm bei V2=12V sind beide Fets eingeschaltet. R=2x RDSon, also einige Milliohm
>warum Probleme und Einschränkungen ?
Problem ist schonmal, dass die Schaltspannung (hier V2) von der zu
schaltenden Spannung (hier V1) abhängt, denn wenn V1=V2 ist wird die
Schaltung nicht sicher durchschalten. Nächste Probleme werden einem die
vorhandenen Bulk-Dioden bereiten sollte man Mosfets einsetzen, die diese
haben. Also wenn das schonmal keine Probleme und Einschränkungen
darstellt weiß ich auch nicht. Und der Vorteil dieser Schaltung
erschließt sich mir auch noch nicht.
... ich glaube, Du hast Die Schaltung nicht verstanden ...
Was meinst du warum ich frage welchen Vorteil die Schaltung hat??? Erklärs doch mal. Ich habs simuliert in LTSpice und wenn V2 ≤ V1 ist wird die Spannung nicht vollständig durchgeschaltet, das klappt nur wenn V2 > V1 ist. Und das ist ja wohl ein "Nachteil" denn man muss immer dafür sorgen dass V2 > V1 ist, sofern es erwünscht ist, dass die Spannung vollständig durchgeschaltet wird. Also, erklär doch mal welchen Vorteil diese Schaltung hat denn, wie du ja selbst sagst, habe ich die Schaltung scheinbar nicht verstanden.
Das Ganze dient dem Umschalten zwischen zwei Versorgungen. http://www.mikrocontroller.net/attachment/47957/Unbenannt.jpg Im Bild: Spannungsquelle und Strommessgerät können vertauscht werden.
Also nutzt man diese Schaltung nur um zum Beispiel von Batteriebetrieb auf Netzbetrieb umzuschalten? Ändert aber nichts an dem Nachteil, dass die Schaltspannung V2 immer höher sein muss als V1 bzw. über dem Potential von Drain Q2. Ich denke mal, ohne nun ein Beispiel, dass es bessere Möglichkeiten gibt, zwei Versorgungen umzuschalten. (z.B. dass die Schaltspannung nicht von der zu schaltenden Spannung abhängt).
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Marco sucht einen elektronischen Ersatz für ein Relaiskontakt. Ein Halbleiterschalter, der Kleinspannungen schaltet und einen Stromfluß in beide Richtungen zuläßt. So habe ich's jedenfalls verstanden. Als Halbleiter bietet sich ein Mosfet an. Der kann in eingeschalteten Zustand den Strom in beide Richtungen tragen. Im Anhang das Bild eines Mosfets. Der schaltet, wenn die Spannung zwischen Gate und Source Vgth übersteigt. Wenn ich 2V schalten will, brauche ich am Gate 2V+Vgth, weil Source ja schon auf der zu schaltenden Spannung liegt. soweit nichts neues .... Jetzt soll aber Quelle und Senke vertauschbar sein. Da aber in entgegengesetzter Richtung der Mosfet eine parasitäre Bodydiode hat, braucht man nochmals einen 2. Mosfet, um abschalten zu können.
Oder er nimmt gleich ein SSR (Solid State Relais) und erspaart sich den Ärger ;)
Du meinst sowas? : http://www.clare.com/home/pdfs.nsf/www/Lcc120.pdf/$file/Lcc120.pdf interessante Innenbeschaltung ...
Die Innenbeschaltung nutzt einen Trick durch die optische Kopplung die beim "normalen" Fet nicht nutzbar ist. Mal ein Beispiel hierzu um zu verdeutlichen, was ich meine: http://i42.tinypic.com/34697yf.png Die Spannung über R1 kann nicht größer werden als V1-Ube solange V1 < V2 ist. Erst wenn V1 > V2 ist kann die Spannung über R1 ca. V2 erreichen. Will ich also V2 auf R1 schalten ist so eine Beschaltung humbug solange V1 < V2 ist, klar. Nur nehmen wir mal einen npn, dessen Basis optisch geschaltet wird, Kollektor und Emitter lassen wir beschaltungsmäßig gleich. http://de.tinypic.com/view.php?pic=24278d5&s=5 Hierbei kann nun die Spannung über R1 auf V2 ansteigen, ganz unabhängig von ob nun V1 > V2 ist oder ob V1 < V2 ist. V1 muss hierbei nur groß genug für die Diode sein. Aber warum klappt das hier aber oben nicht? Die Antwort ist recht simpel: Oben wird aus der Quelle V1 ein Strom in die Basis geschickt. Dieser Strom ist abhängig von der Spannung über der Basis-Emitter-Diode. Nun ist da aber noch die Maschenregel, die besagt, dass innerhalb einer Masche alle Spannungen aufsummiert null ergeben muss. Das ist der Grund, warum also im ersten Fall die Spannung über R1 nicht V2 erreichen kann solange V1 < V2 ist. Im zweiten Fall sieht das wieder etwas anders aus. Hier wird der Strom nicht durch eine Spannung erzeugt sondern durch Anregung mit Photonen. Somit hat man hier quasi ein schwebende Basis geschaffen, deren Potential mit V2 mitschwimmt (die Masche mit V1 ist unabhängig von V2 und umgekehrt). Gleiches gilt auch für das verlinkte SSR. Die Gates werden optisch angesteuert. Die Ladungen, die man auf dem Gate zum Durchschalten der FETs benötigt werden durch optische Effekte da hin gebracht, man hat somit quasi ein floating Gate, das heißt, dass das Potential der Gates mitwandern kann, unabhängig von dem Bezug zwischen V1 und V2. Deshalb funktioniere die SSR auch. Aber gibt es ein SSR, dass auch funktioniert wenn es aus "handelsüblichen" Fets, wie hier: http://www.mikrocontroller.net/attachment/47957/Unbenannt.jpg, aufgebaut ist? Nein, natürlich nicht. Der Grund ist, dass die Gates nun an, in diesem Falle, V2 gekoppelt sind. V2 zwingt die Gates nun auf sein Potential und nimmt ihnen die Möglichkeit mitzuschwimmen, man hat also eine Bedingung geschaffen dass V2 > V1 sein muss wenn man über R1 die Spannung von V2 haben will. Ich weiß jetzt nicht ob ich alles so verständlich geschrieben habe damit ihr versteht was ich meine, ich bin da mündlich etwas besser aber ich hoffe mal, dass rüber kommt was ich meine.
Coole Sache, wusste gar nicht, dass es sowas gibt. Damit kann man ja praktisch alle Relais ersetzen. Gibts sowas auch stärker für Leistungsanwendung. Ne Übersicht wär net schlecht, oder welche es bei Reichelt gibt.
Ja, so etwas gibt es auch für Leistungen. Ich hab im Betrieb eine Anlage da sind SSR drin, die 400 V/50 Hz Spannung schalten bei einem Strom von ca. 10 A, deren Leistungsgrenze weiß ich jetzt aber nicht auswendig. Problem ist bei den Teilen, dass die mit der Zeit altern und man den Effekt besonders dann merkt, wenn man nur ein SSR austauscht (haben sechs Stück in der Anlage). Dann geht immer die Symmetrie der Anlage flöten.
> Ja, so etwas gibt es auch für Leistungen. Ich hab im Betrieb eine Anlage > da sind SSR drin, die 400 V/50 Hz Spannung schalten bei Strom von ca. 10 Das sind aber bestimmt SSRs mit Triac drin, oder? Was ich suche sind welche mit MosFETs drinen, oder sind das solche.
Das ist eine gute Frage, bin grad auf Arbeit und schau nachher mal auf die Bezeichnung. Kann dir das so leider nicht sagen was da intern werkelt.
So, hab geschaut. Es sind SC869110 von Celduc und ja, die haben Triacs drin. Die Teile gehen bis 125A, ich hatte letztens dran gemessen und nur einen Strom von 10A dran gahabt, passt auch zu den Sicherungen (16A Leitungsschutzschalter). Da hatte jemand entweder grade keine anderen zur Hand oder aber er hatte viel Angst mit eingerechnet. Warum müssen denn unbedingt Mosfets drin sein?
Bei Gleichstrom unabdingbar, sonst bekommt man die nicht mehr Ausgeschaltet ;)
>Bei Gleichstrom unabdingbar, sonst bekommt man die nicht mehr >Ausgeschaltet ;) Ach ja, da war ja was bei TRIACs, hab ich ganz vergessen ^^
Das Zauberwort ist hier wohl Transmissionsgate ... nachschlagen kannste selber
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