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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schon wieder: Verpolungsschutz-MOSFET und LogicLevel-FET gesucht


Autor: Orthodoxil (Gast)
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Guten Tag!

Ich habe hier eine 24V Batterie. Dahinter wird ein Schaltregler 
eingesetzt um die Spannung für die dahinter eingesetzte Schaltung auf 4V 
zu reduzieren.

Den Eintrag 
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3... habe ich 
bereits gesehen, hilft mir aber nicht wirklich weiter.

Ich suche folgendes und benötige da dingend Hilfe:

1. Ich benötige einen Mosfet oder ähnliches, der bei Ansteuerung von 
maximal 4V voll durchsteuert und maximal 6A vertragen muss (über einen 
Spannungsteiler wird die Batteriespannung gemessen und wenn die zu 
niedrig ist, soll der µC den Mosfet bei nur 4V voll durchschalten, damit 
die Batterie wieder geladen wird.). Es entstehen maximale Peaks von etwa 
4A. Von daher sollte die Dimensionierung von 6A wohl reichen. Gerne auch 
TO-220 Bauart.

2. Für die obige Schaltung benötige ich noch einen n-Kanal-Mosfet als 
Verpolungsschutz, der die 24V "reversed" verträgt und möglichst einen 
geringen Spannungsabfall bei den 4A-Peaks der Schaltung hat. Gerne 
TO-220 Bauart.

Falls ich mich nicht klar genug ausgedrückt habe, werde ich gerne 
weiteres Erläutern.

Vielen Dank schonmal!

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Korrektur zu 2.: Aufgrund der verwendeten Teile und der Hinweise im 
angehängten PDF, wäre wohl doch ein p-Kanal-Fet besser.
Zudem möchte ich auch auf die abgebildete Z-Diode und den Widerstand 
verzichten wenns geht.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Orthodoxil (Gast)

>angehängten PDF, wäre wohl doch ein p-Kanal-Fet besser.
>Zudem möchte ich auch auf die abgebildete Z-Diode und den Widerstand
>verzichten wenns geht.

Ohn Gott, die sind ja sooooo teuer!!!!
Mann, Mann, Mann, Der Geiz ist Geil Wahn kennt keine Grenzen!

Such dir einen passenenden P-Kanal MOSFET aus der MOSFET-Übersicht 
raus. Und NEIN, bei 24V kann man die Z-Diode und den Widerstand NICHT 
weglassen.

MFG
Falk

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Hallo Herr Brunner!

Es sollte nicht nach Geiz ist Geil klingen. Im Gegenteil! Wenns nach 
Geiz gehen würde, hätte ich wohl die Version mit Sicherung rausgesucht. 
Es geht mir viel mehr um die Dimensionierung der Bauteile (in dem Fall 
der Z-Diode und des Widerstands). Um die Dimensionierung der Bauteile zu 
umgehen, würde ich dieselbigen gerne weglassen. Gerne nehme ich die 
Z-Diode und den Widerstand mit auf!

Zu 1. wollte ich den IRL 1004 nehmen (Ultra Low On-Resistance). Vgs(th) 
min. 1V. und bei 4,5V Id=65A. Den kann ich dann also ohne jegliche 
weitere Bauteile direkt am Gate mit dem µC ansteuern ja (durch 
Logic-Level-Gate-Drive)? Denke mal der ist ausreichend gewählt!?

Zu 2. da benötige ich wohl einen mit Vgs max. 30V. Die bis 20V geben bei 
Verpolung wohl nach und sind entsprechend ungeeignet oder? Das Problem: 
auf der IRF-Seite gibt es bei den p-Kanal Mosfets nur welche bis 20V Vgs 
https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=eneNavi... 
. Die n-Kanal Mosfets gibt es bis 30V.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Orthodoxil (Gast)

>der Z-Diode und des Widerstands). Um die Dimensionierung der Bauteile zu
>umgehen, würde ich dieselbigen gerne weglassen.

Ohje.

Nimm eine 12V Z-Diode und 10K.

>Zu 1. wollte ich den IRL 1004 nehmen (Ultra Low On-Resistance). Vgs(th)
>min. 1V. und bei 4,5V Id=65A. Den kann ich dann also ohne jegliche
>weitere Bauteile direkt am Gate mit dem µC ansteuern

Ja.

>Logic-Level-Gate-Drive)? Denke mal der ist ausreichend gewählt!?

Das ist aber ein N-Kanal MOSFET, der wird in deinem PDF nicht direkt vom 
uC angesteuert.

>Zu 2. da benötige ich wohl einen mit Vgs max. 30V.

Den gibt es mehr oder weniger nicht. Bei MOSFETs ist meist bei 20V 
Feierabend, wenige gehen bis 30V. Ist aber kein Problem, nimm eine 
Z-Diode und Widerstand, fertig.

MFG
Falk

Autor: Orthodoxil (Gast)
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> Ohje.
>
> Nimm eine 12V Z-Diode und 10K.

Genau das meine ich ;)
Habe nochmal das Bild aus dem 1. PDF eingefügt. Also KÖNNTE ich auch 
eine 18V Z-Diode nehmen (nur so zum Verständnis)? Hauptsache man bleibt 
unter den 20V Vgs!?


>>Logic-Level-Gate-Drive)? Denke mal der ist ausreichend gewählt!?
>
> Das ist aber ein N-Kanal MOSFET, der wird in deinem PDF nicht direkt vom
> uC angesteuert.

Den n-Kanal benötige ich ja zum Schalten einer Last direkt vom µC aus.
Den p-Kanal benötige ich als Verpolungsschutz (+ Z-Diode + R).

Als p-Kanal-Mosfet habe ich mir eben den IRF 4905 angeschaut. Ultra Low 
On-Resistance, Vgs(th) ist ja egal, da als Verpolungsschutz eingesetzt. 
Kann bei -10V Id=38A. Der Widerstand Rds(on) ist nicht so schön klein 
wie bei den n-Kanal-Versionen... wie berechnet sich der Stromverlust 
beim Betrieb des p-Kanalers als Verpolungsschutz?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Orthodoxil (Gast)

>eine 18V Z-Diode nehmen (nur so zum Verständnis)? Hauptsache man bleibt
>unter den 20V Vgs!?

Ja.

>Den n-Kanal benötige ich ja zum Schalten einer Last direkt vom µC aus.
>Den p-Kanal benötige ich als Verpolungsschutz (+ Z-Diode + R).

OK.

>Als p-Kanal-Mosfet habe ich mir eben den IRF 4905 angeschaut. Ultra Low
>On-Resistance, Vgs(th) ist ja egal, da als Verpolungsschutz eingesetzt.

So egal ist das nicht, schliesslich soll der MOSFET seine eigene 
Bodydiode kurzschliessen, um den Spannungsabfall und damit den 
Energieverlust zu senken.

>Kann bei -10V Id=38A. Der Widerstand Rds(on) ist nicht so schön klein
>wie bei den n-Kanal-Versionen...

Das liegt in der Natur der Dinge. P-Kanal ist immer etwas schlechter als 
eine vergleichbarer N-Kanal.

> wie berechnet sich der Stromverlust
>beim Betrieb des p-Kanalers als Verpolungsschutz?

Welcher Stromverlust? Es gibt nur einen Spannungsabfall, den berechnet 
man ganz normal wie beim N-Kanal, U = I * R

MfG
Falk

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Ich habe gerade noch die eingefügte Schaltung gefunden, da mir der 
höhere Widerstand des p-Kanalers keine Ruhe ließ. Was hat denn die 
1N4148 für einen Zweck? Ist die angebracht in der Schaltung oder reine 
Hysterie?

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Hier noch eine Variante ohne 1N4148, dafür mit 100K Widerstand.
Was genau bringt ein Erhöhen des Widerstands auf 100K bzw. eine 
Verkleinerung auf 10K?

(Ja ich lerne gerade erheblich :) )

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Orthodoxil (Gast)

>höhere Widerstand des p-Kanalers keine Ruhe ließ. Was hat denn die
>1N4148 für einen Zweck?

Soll das gate schnell etnladen, wenn die Batterie abgeklemmt wird. Ist 
aber eigentlich überflüssig.

> Ist die angebracht in der Schaltung oder reine Hysterie?

2.

>Was genau bringt ein Erhöhen des Widerstands auf 100K bzw. eine
>Verkleinerung auf 10K?

Ist hier nahezu egal.

MfG
Falk

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Etwas habe ich noch :)

Habe gelesen: "Muss da noch ein Vorwiderstand an den
zwischen Pin des uC und "Basis" ( Gate ) des Logic-Level-Mosfet ? - Ja 
sollte man, der MOSFET verhält sich wie ein kleiner Kondensator, ohne
Widerstand gibts heftige Stromspitzen."

Also trotz LL-FET lieber noch einen 10K zwischen LL-FET und AVR und gut 
ist?

Autor: GGaasstt (Gast)
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Kommt ein bisschen auf den FET an. Ab 10 Nano-Coulomb oder so sollte man 
das machen. 270 Ohm reichen.

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Nano-Coulomb? Wo findet man so eine Angabe im Datenblatt?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Orthodoxil (Gast)

>Also trotz LL-FET lieber noch einen 10K zwischen LL-FET und AVR und gut
>ist?

NEIIIIIINN! Wann stirbt dies dämliche Legende endlich aus? Niemals?!?
Pach den MOSFET direkt an den AVR, fertig.

Mfg
Falk

Autor: Orthodoxil (Gast)
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Legende? Wie kam es denn dazu? Ist das ein Relikt aus der Anfangszeit 
der ersten LL-FETS?

Autor: majo (Gast)
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Hallo,
ich bin zufällig auf dieses Thema hier gestoßen und mir gefällt die 
Lösung mit dem Fet sehr gut, nur wie sieht es mit ESD-Schutz des Fet's 
aus, oder ist das nicht notwendig?

Gruß majo

Autor: avion23 (Gast)
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Meine Meinung: Bei 5V > 60Ω Widerstand. Damit bleibt man unter den 40mA 
eines Portpins.

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