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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 2 Spannungen mit Mosfets schalten


Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo,
ich möchte mit 2 N-Mosfets zwei spannungen schalten: Entweder sollen 
14,4V(Autobatterie) an einen Spannungswandler geschaltet werden, oder 
3,6V (AA-Batterie). Dazu im Anhang eine kleine Graphik.
Ich habe noch einige IRF7455-Mosfets übrig und möchte sie dafür 
einsetzen. Muss ich noch Dioden nach den Mosfets (also am Source der 
FETS) anlegen, damit das mit den Spannungen hinhaut?

Grüße,
Michael

Autor: Michael Förtsch (the_new_number_2)
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Wird nicht funktionieren. Wenn U32 durchgeschaltet ist und U27 gesperrt 
ist, gibt es einen Kurzschluss zur 3,6V-Quelle über die interne 
Body-Diode in U27.

Weiters: Gibt es tatsächlich µCs in alter CMOS-Technologie, die man mit 
16,5V betreiben kann? Oder wie hast du dir sonst vorgestellt, die 
NMOS-Transistoren direkt mit einem µC ansteuern zu können?

Wenn's unbedingt diese Transistoren sein müssen: Wäre es im Rahmen 
deines Konzeptes nicht möglich, sie in die Masseleitungen der Batterien 
schalten?


Be seeing you.

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Michael,
vielen Dank für die schnelle Rückmeldung, bin gerade erst wieder an 
einen Internetfähigen PC gekommen :)

Da hast du natürlich recht, mit meinen 3V des µC ausganges lässt sich 
ein HIGH-SIDE- Schalter mit n-Mosfets nicht realisieren...
LOW-Side kann ich die FETs in diesem Fall aber leider nicht einsetzen, 
ich brauche unbedingt einen HIGH-Side-Schalter (Massen werden 
zusammengeführt => Strom aus 3,6V Batterie würde immer fliessen => 3,6V 
Batterie wird nicht geschont).

Was gibt es denn für Möglichkeiten mit anderen Bauteilen einen HIGH-Side 
Schalter mit leistungsarmer Ansteuerung zu realisieren?
Anforderungen wären:
-Schalten mit 3V-Pegel
-Stromfluss ca 400mA
-Temperaturbereich -40°C bis +125°C

Ich bin noch am googeln, aber bisher habe ich noch nichts gefunden, was 
mir weiterhilft...

Grüße,
Michael

Autor: Michael M. (Gast)
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Autor: Sven B. (electric)
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Man könnte eigentlich 2 dioden nehmen oder?

beide Spannungen über Dioden einspeisen, wenn die Spannung aus der
Autobatterie wegfällt, wird automatisch aus dem 3,6 V akku gezogen.

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo,
vielen Dank für die schnellen Rückmeldungen. Ich werde es jetzt so 
machen, dass ich die 14,4V mit dem VN5160S-E schalte. Das ist ein 
HIGH-Side-Schalter, der auch direkt von der Autobatterie versorgt wird 
und mit 3V-Pegeln angesteuert werden kann. Den Temperaturbereich erfüllt 
er auch und ist im OFF-State sehr sparsam (5µA max).
Dann werde ich wie Sven B. vorgeschlagen hat keinen weiteren Schalter 
für die 3,6V Batterie vorsehen, sondern nur eine Diode. aus der 
3,6V-Batterie fliesst ja kein Strom, wenn die 14,4V "ON" sind. Müsste 
also passen.
Gibt es sonst noch was, was ich beachten müsste?

Grüße,
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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Mir ist im Datenblatt des VN5160S-E etwas unklar: Der Schutzwiderstand 
Rgnd soll wie unter 3.1.1 beschrieben ermittelt werden. unter dem 
zweiten Punkt ist es ja recht einfach zu verstehen:

RGND ≥ (−VCC) / (-IGND)
also:
RGND ≥ 0,3V / 200mA
RGND ≥ 1Ohm

Aber was ist in folgender Formel mit IS(on)max gemeint???
RGND ≤ 600mV / (IS(on)max)

Bei mir wird anschliessend ein Spannungswandler angeschlossen, dessen 
Last kurzzeitig bis zu 3A zieht. Sind die 3A für IS(on)max einzusetzen? 
Dann käme aber die Bedingung RGND ≤ 0,2Ohm heraus was sich mit der 
anderen Forderung beißt.
Weiß jemand weiter?

Grüße,
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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@Sven B.:
Du hast einen 470µF Elko mit eingezeichnet, ich denke mal dieser ist zum 
Puffern da, wenn zwischen den Batterien umgeschaltet wird, oder?
Wie groß sollten denn die Pufferzeiten sein? Soweit ich weiß berechnet 
sich das ganze ja so:
Pufferzeit = C * benötigte Spannung / benötigten Strom

Ich dachte wenn das Potential am Knotenpunkt sinkt (14,4V 
ausgeschaltet), setzt automatisch der Stromfluss von der 3,6V batterie 
ein. Brauche ich dann noch einen Pufferkondensator? 470µF scheinen mir 
recht hoch zu sein...
Grüße,
Michael

Autor: Sven B. (electric)
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Den C kannst eigentlich auch weg lassen.
Aber das KFZ Bordspannungsnetz ist nicht immer sauber und hat manchmal 
Spannungsspitzen / Spannungseinbrüche, die durch den Kondensator 
gedämpft werde sollten. Deswegen habe ich ihn eingezeichnet. Den Wert 
470uF habe ich einfach mal so nach Gefühl eingesetzt.

Die 1N4004  im 3,6 V Zweig könnte man auch noch durch eine Schottky 
Diode ersetzen, um einen geringeren Spannungsfall bei 3,6 V zu erhalten.

Autor: Michael M. (Gast)
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Michael T. schrieb:
> machen, dass ich die 14,4V mit dem VN5160S-E schalte. Das ist ein
> HIGH-Side-Schalter, der auch direkt von der Autobatterie versorgt wird
völliger overkill!
versuch lieber zu verstehen, warum deine fet-schaltung von oben nicht 
funktioniert und wie eine source-schaltung bei p-kanal aussehen muss.
oder noch eleganter: die schaltung von falk aus meinem zitat oben.

Autor: Michael T. (michelback)
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warum overkill? Ist das wohl zu überdimensioniert? Warum meine Schaltung 
nicht geht habe ich schon verstanden, aber in die Pfet schlatung habe 
ich mich noch nicht so gründlich eingelesen. Falk hatte nur gemeint, 
dass die anschlüsse getauscht werden sollten. also nicht wie bei 
düsentrieb eingezeichnet.
Ich habe mal gelesen, dass man P-Mosfets nicht mit TTL pegeln (bei mir 
3V) ansteuern kann, da die UGS dort für eine direkte Ansteuerung zu hoch 
sind, darum habe ich erstmal nach HIGH-Side schaltern gesucht...
Aber wenn du mir noch sagst, warum das völliger overkill ist, dann werd 
ich mich noch in die P-Mosfet geschichte einlesen ;)
Grüße

Autor: Michael T. (michelback)
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@ Sven B.:
hab mir eh schon Schottky-Dioden gesucht :D
Aber danke für den Hinweis, werde acuh einen Kondensator einfügen, 
allerdings nicht so einen riesigen (Wahrscheinlich um Faktor 10 
kleiner).
Grüße

Autor: Michael M. (Gast)
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Michael T. schrieb:
> Aber wenn du mir noch sagst, warum das völliger overkill ist, dann werd
> ich mich noch in die P-Mosfet geschichte einlesen ;)
okay, wir sind im geschäft ^^
du hast bestimmt fets in deiner kiste, mit denen das zu bewerkstelligen 
ist. ein extra bauteil - auch noch in SO8, das man auch nicht so leicht 
bekommt - braucht es nicht.
die high-side geschichte geht auch mit einer schaltung aus 2 fets.

mit deiner U_GS vermutung liegst du schon ganz gut.
ein tipp noch in die richtige richtung: du kannst mit einem n-kanal in 
sourceschaltung immer sicher gegen masse schalten.

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Partner ;)

einige Fets habe ich in anderen Schaltungsteilen auch schon so 
eingerichtet, dass sie LOW-Side schalten (herrlich diese Fachbegriffe 
;)). Das ist mir klar geworden, als ich mich mit n-Fets mal richtig 
auseinandergesetzt habe. Bisher waren sie nämlich auch als HIGH-Side im 
Schaltplan, was aber völliger Quark ist. Bis ich dann rausgefunden hätte 
warum es immer nur einen kurzen Schaltimpuls gibt und dann alles wieder 
ausgeschaltet ist, hätte es wohl ewig gedauert. Vorher Denken ist immer 
ganz gut ^^

Dann werd ich jetzt mal in meiner Kiste gucken, was ich noch zu bieten 
habe.
Vielen Dank und du hast schon recht: SO8 ist ein bisschen happig, vor 
allem mit meiner zittrigen Hand ;)

Schönen Abend noch,
Michael

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