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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AVR Ausgang an FET, galvanisch getrennt, so ok?


Autor: Bert (Gast)
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Hallo,

ich möchte den Mega16 mit ein paar universal 24V - Ausgängen versehen. 
Last bis ca 1A wenn Spielraum ist, ists auch recht. Schaltfrequenz 
niedrig (max 10Hz).
Warum ich einen FET nehmen will? Weil ich das noch nie gemacht habe ;-)
Nö,Spaß beiseite, wenns grundsätzlich Mist ist will ich das natürlich 
wissen.
Ich muss die 24V Schalten, Masse schalten geht nicht weil ich z.B. 
Ventile schalte, welche gemeinsame Masse am Anschlusskabel haben. Eine 
andere Last ist ein Hubmagnet.

Die Schaltung ist nicht von Google, sondern in meinem Hirn entstanden - 
also schimpft mich nicht wenns weit daneben ist!

Bitte um eure Kommentare!
Ach ja - ist der FET - Typ ok? Hat vl jemand einen nicht - SMD im Ärmel?

Besten Dank,
Bert

: Verschoben durch Admin
Autor: H.J.Seifert (Gast)
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24V Gatespannung dürfte deutlich zu viel sein :-)

Autor: Kasperle (Gast)
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Die beiden GNDs müssen verschieden sein (getrennt).

Autor: Bert (Gast)
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OK ich sehe: VGS max = +-20V.
Anbei meine Ideeen (oder Ideen?).
Wie siehts bei Vorschlag 2 mit der galv. Trennung aus - die ist futsch, 
oder?

>Die beiden GNDs müssen verschieden sein (getrennt).

Welche beiden GNDs? Von 5 und 24V? Wegen der Trennung?

Autor: Tom Ekman (tkon)
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zu Vorschlag1:
- der Spannungsteiler funktioniert nur wenn Strom fließt, spricht der 
Optokoppler leitet. Wenn nicht -> 24V am Gate

zu Vorschlag2:
- die 5V dürfen nicht vom Mikrocontroller kommen

zu Beiden:
- die beiden GNDs links und rechts vom Optokoppler dürfen nicht 
verbunden werden (wegen galvanischer Trennung)
- der FET muss irgendwo mit GND verbunden werden

Autor: Bert (Gast)
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>zu Vorschlag1:
>- der Spannungsteiler funktioniert nur wenn Strom fließt, spricht der
>Optokoppler leitet. Wenn nicht -> 24V am Gate
Versteh ich nicht. 24V am Gate, 24V an Source = 0V UGS oder?

>zu Vorschlag2:
>- die 5V dürfen nicht vom Mikrocontroller kommen
Ist mir klar. Leider hab ich nur die 5V, an denen auch der µC hängt.

>zu Beiden:
>- die beiden GNDs links und rechts vom Optokoppler dürfen nicht
>verbunden werden (wegen galvanischer Trennung)
Verstanden.

>- der FET muss irgendwo mit GND verbunden werden
Versteh ich wieder gar nicht.
Das ist hier
http://www.mikrocontroller.net/articles/Snippets#W...

, direkte Methode P-Kanal doch auch nicht der Fall?

Autor: Tom Ekman (tkon)
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Sorry mein Fehler, hab nicht genau genug hingesehen. :)

Autor: Bert (Gast)
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>Sorry mein Fehler, hab nicht genau genug hingesehen. :)
Kein Problem.

Was sagt ihr zu meinem Vorschlag3 ?
- Wird das funktionieren?
- Ist das eine (halbwegs) professionelle Lösung?
- Ist beim Schalten eines Hubmagneten noch ein Snubber - Netzwerk 
notwendig?
- FET-Typ ok? Datenblatt s. 1.Posting

Dank!

Autor: Stefan M. (celmascant)
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Die dritte Variante sieht nicht schlecht aus.
Der FET-Typ sollte auch ausreichen, wobei mehr I-DS ja nicht schaden 
kann^^
Den Spanuungsteiler würde ich 1:2 auslegen oder 1:1. Beachte auch den 
Strom den der Optokoppler am Ausgang aushält. bei max. 10 Hz dürfte das 
aber kein Problem darstellen.

Gruss Stefan

Autor: Bert (Gast)
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>Die dritte Variante sieht nicht schlecht aus.
Freut mich!

>Den Spanuungsteiler würde ich 1:2 auslegen oder 1:1.
Sehe ich das richtig: U an R9 = UGS, damit ins Datenblatt zum VGS-ID 
Diagramm => Spgteiler dimensionieren, dass ordentlich durchschaltet.

>Beachte auch den
>Strom den der Optokoppler am Ausgang aushält. bei max. 10 Hz dürfte das
>aber kein Problem darstellen.
Ic lt. Optokoppler - Datenblatt max 50mA, ich habe jedoch die Erfahrung 
gemacht dass man an diese Grenze nicht herangehen soll.
Ist der Strom nur durch R9 und R10 bestimmt? Welchen Beitrag leistet 
hier der FET?

Und rein aus Interesse: Wie müsste man die Schaltung verändern um sie 
höher-frequenztauglich zu bekommen?

Autor: Jens G. (jensig)
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>Ist der Strom nur durch R9 und R10 bestimmt? Welchen Beitrag leistet
>hier der FET?

Bei 10Hz kannste das sicherlich als rein ohmsche Belastung betrachten 
für den Optokoppler. Nur im Einschaltmoment fließt ganz kurz ein Strom 
in die Gatekapazität, was bei 10Hz als nicht häufig zu bezeichnen ist 
;-)

>Und rein aus Interesse: Wie müsste man die Schaltung verändern um sie
>höher-frequenztauglich zu bekommen?

indem man einen Mosfet-Treiber benutzt, der schöne steile Schaltflanken 
am Gate erzeugen kann, weil er eine Gegentaktendstufe für Ströme von ein 
paar A beinhaltet (bzw. beinhalten kann).

Autor: Bert (Gast)
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OK, dann werd ichs so machen.

Vielen Dank an alle Helfer!

Autor: Franz Stubenrauch (franz301)
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Hallo,
ich kann mich Tom nur anschließen. Wie soll der Spannungsteiler denn 
wirken, wenn der Optokoppler sperrt d.h. 0V am Ausgang des Controllers 
anliegen. Dann liegen am Gate des Mosfet 24V, da kein Strom durch die 
Widerstände fließt -> kein Spannungsabfall. Ist dann der Ausgang des 
Controllers High also meinetwegen 5V, dann wirkt der Spannungsteiler 
aber da soll er ja nicht. Dann bleibt dein Mosfet ständig an, so wie ich 
das sehe. Du müsstest den Spannungsteiler zwischen 24V und Gnd aufbauen 
damit das funktioniert.
mfg franz

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Franz Stubenrauch (franz301)

>ich kann mich Tom nur anschließen.

Irren ist menschlich.

> Wie soll der Spannungsteiler denn
>wirken, wenn der Optokoppler sperrt d.h. 0V am Ausgang des Controllers
>anliegen.

Ganz einfach, als Pull-Up- Damit liegt das Gate auf +24V, genau wie die 
Source. U_GS=0V, MOSFET dicht.

> Dann liegen am Gate des Mosfet 24V, da kein Strom durch die
>Widerstände fließt -> kein Spannungsabfall. Ist dann der Ausgang des
>Controllers High also meinetwegen 5V, dann wirkt der Spannungsteiler
>aber da soll er ja nicht.

Und ob! Dann liegen 18V am Gate und 24V an der Source, UGS = -6V, 
Transistor (fast) auf. Es ist ein P-Kanal Typ!

> Dann bleibt dein Mosfet ständig an, so wie ich
>das sehe.

Nöö.

> Du müsstest den Spannungsteiler zwischen 24V und Gnd aufbauen
>damit das funktioniert.

Nöö, du must mal umdenken, Bezugspunkt ist hier mal ausnahmsweise +24V 
und nicht GND.

@ OP

Mach die Widerstände gleich, 4K7 ist OK. 12V Gatespannung steuern jeden 
MOSFET voll auf, genau was du willst.
Wenn du was passendes suchst, siehe Mosfet-Übersicht.

MfG
Falk

Autor: Franz Stubenrauch (franz301)
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@ Falk

Ja hast recht, hab ich wohl zu kurz drüber geschaut und die hälfte 
übersehen. Müsst so schon klappen.

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