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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IRF520 - LED Stripes - PWM


Autor: Michael P. (mpl)
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Halllloooo,

ich möchte per PWM 4  12V LED Stripes ansteuern...


Software mäßig hab ich alles schon zusammen und Hardwaremäßig soll'n 
IRF520 seine arbeit verrichten...

PWM 16 bit - 225Hz

jedoch hab ich noch nie mit MOSFETS gearbeitet und weiss nicht wie ich 
den schalte... was fehlt mir noch im schaltplan bzw was is falsch an den 
MOSFET's ?

die LED Stripes haben vorwiderstände und sind für 12V ausgelegt...


danke

mfg

Autor: wewede (Gast)
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Wenn die LED Stripes mit 3 A auskommen sollte das OK sein so.

Autor: Michael P. (mpl)
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jupp die RGB kanäle sollen auf 2,5A/30W begrenzt werden.


wewede schrieb:
> Wenn die LED Stripes mit 3 A auskommen sollte das OK sein so.

der IRF520 is doch bis 9,2A/60W ausgelegt?
was müsste ich machen wenn die LED Stripes mehr als 3A bekommen sollten?

kühlrippen bekommt er...

werde nochn Temperaturfühler dazu stellen... bei ~75° soller runter 
gehen... will auch noch die Bude verlassen wollen ohne angst zu haben 
das es hier brennt =)

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Ich nehme gern den Logiclevel-HexFET IRLU024N. Der kommt mit den 
5V-Pegeln des Mikrocontrollers (bei mir AVRs) ganz gut zurecht. Zwischen 
Controllerpin und Gate kommt ein Widerstand im zweistelligen 
Ohm-Bereich, um die ärgsten Stromspitzen beim Umladen des Gates zu 
mildern. Damit realisiere ich z.B. Gartenbahn-Fahrtregler, die mehr als 
5 Ampere bei einer PWM-Frequenz um die 30 kHz vertragen.

Um den IRF520 voll durzusteuern, sind die 5V-Pegel des AVRs etwas knapp. 
Für leistungsfähige Gartenbahn-Stationär-Fahrtregler (über 10A 
belastbar) setze ich den IRF540 ein, allerdings bekommt der dann eine 
Gate-Steuerspannung von 12V (L272 mit 22 Ohm als Gate-Treiber). Somit 
bleibt er auch bei etwa 30 kHz PWM-Frequenz recht kalt.

...

Autor: Michael P. (mpl)
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Hey - ja würde das gerne mit dem IRF520 machen... die liegen schon hier 
:/

wie bereits gesagt 2,5A/30W... das dürfte der ja noch schaffen

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Michael P. schrieb:
> Hey - ja würde das gerne mit dem IRF520 machen... die liegen schon hier
> :/

Ich hab' doch nix dagegen.

>
> wie bereits gesagt 2,5A/30W... das dürfte der ja noch schaffen

Naja, es kommt auf die Ansteuerung (Gate-Source-Spannung) an. Bei 5V aus 
einem Mikrocontroller kann es sein, dass der FET bei 2,5A anständig warm 
wird. Mit einem IRLU024N bist Du auf alle Fälle besser bedient.

...

Autor: dasrotemopped (Gast)
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Hi Michael,

wenn du den IRF 520 mit einem uC Ausgang steuern willst musst du
nur eine kleine Treiberstufe zwischenschalten, damit du den FET auch als 
Schalter verwendest. Wie auf meiner Skizze zu sehen ist kannst du so
den Fet voll aussteuern und deine LED Zeilen leistungslos von uC 
steuern.
Die R_Q1 und R_Q2 > 100 k Ohm wählen, den anderen R vor Q1 vielleicht
mit 10 k oder so dimensionieren, ggf. auch einfach weglassen.
So solltest du die Leistungsfähigkeit vom IRF 520 voll ausschöpfen 
können
bei deiner gewünschten Schaltfrequenz.

Gruß,

dasrotemopped

Autor: MPL (Gast)
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Hmm also müsste ich dafür nochn FET dazu hängen... dann lohnt sichs doch 
eher auf nen andern umzusteigen...

finde den IRLU024N bei CSD leider nicht :/ da is zwar ein IRLU024N PBF 
aberr im TO251 gehäuse mit 3,8A / 2,1W

welche alternative von CSD könnte ich noch nehmen?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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dasrotemopped schrieb:
> Hi Michael,
>
> wenn du den IRF 520 mit einem uC Ausgang steuern willst musst du
> nur eine kleine Treiberstufe zwischenschalten, damit du den FET auch als
> Schalter verwendest. Wie auf meiner Skizze zu sehen ist kannst du so
> den Fet voll aussteuern und deine LED Zeilen leistungslos von uC
> steuern.
> Die R_Q1 und R_Q2 > 100 k Ohm wählen, den anderen R vor Q1 vielleicht
> mit 10 k oder so dimensionieren, ggf. auch einfach weglassen.
> So solltest du die Leistungsfähigkeit vom IRF 520 voll ausschöpfen
> können
> bei deiner gewünschten Schaltfrequenz.

Die Schaltung ist doch Murks. Keiner entlädt das MOSFET Gate nach dem 
Aufladen wieder!

Warum tun sich die Leute so schwer einfach einen stinknormalen Mosfet 
Treiber (Oder Hannes originellen Operationsverstärker :-)) zu benutzen? 
Ein IR2110 o.ä. kostet bei Reichelt kaum was und ist eine absolut 
saubere Lösung. Bei einem einzelnen Transistor, der angesteuert werden 
soll tut es u.U. auch schon ein ICL7667 oder sowas.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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MPL schrieb:
> Hmm also müsste ich dafür nochn FET dazu hängen... dann lohnt sichs doch
> eher auf nen andern umzusteigen...
>
> finde den IRLU024N bei CSD leider nicht :/ da is zwar ein IRLU024N PBF
> aberr im TO251 gehäuse mit 3,8A / 2,1W

Das ist der doch. TO251 Gehäuse ist doch in Ordnung. 3,8A / 2,1W stimmen 
aber nicht.

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlr024n.pdf

Autor: Hannes Lux (hannes)
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MPL schrieb:
> Hmm also müsste ich dafür nochn FET dazu hängen...

Dieser Schaltung würde ich nicht vertrauen, da fehlt etwas zum Entladen 
der FET-Kapazität.

> dann lohnt sichs doch
> eher auf nen andern umzusteigen...

Entweder eine Treiberstufe für das Gate des FET, oder ein 
Logiclevel-FET, der mit 5 V Gatespannung zufrieden ist. Mit dem IRLU024N 
habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht. Er hat bei 5 V Gatespannung 
einen DS-Widerstand von 80 Milliohm. Das hält den Spannungsabfall klein 
und damit auch die Verlustleistung.

Wichtig ist, die Umschaltzeiten möglichst kurz zu halten. Dazu muss das 
Gate (das ja eine nicht zu vernachlässigende Kapazität enthält, also aus 
Sicht der Ansteuerung ein Kondensator ist) sehr schnell aufgeladen und 
entladen werden. Hier muss man einen Kompromiss zwischen Belastbarkeit 
des Mikrocontrollers und schnellem Umladen eingehen. Der AVR-Pin schafft 
es auch ohne Strombegrenzungswiderstand, aber vermutlich nicht allzu 
lange (ich habe damit allerdings noch keinen AVR gehimmelt), ein 
Widerstand im Bereich von 22 Ohm bis 100 Ohm sollte den AVR aber wirksam 
schützen und das Umladen nicht merklich verlangsamen. Mit 
Gatewiderständen im Megaohmbereich, wie vom roten Mopped voegeschlagen, 
sorgt dafür, dass der FET nicht richtig auf geht und auch nicht richtig 
zu. Er wird dann recht schnell den Wärmetod sterben.

Wenn Du den Mikrocontroller bei angeschlossener Schaltstufe flashen 
willst, dann empfiehlt sich noch ein Widerstand von etwa 10 k zwischen 
Gate und Source. Dieser verhindert ein Flouten des Gates bei hochohmigem 
MC-Pin. Denn während des Resets und ISP-Programmierens sind alle 
AVR-Pins hochohmig.

>
> finde den IRLU024N bei CSD leider nicht :/ da is zwar ein IRLU024N PBF

PBF steht für bleifrei, also ROHS-Konformität.

> aberr im TO251 gehäuse mit 3,8A / 2,1W

Woher hast Du diese Daten? (siehe Simons Antwort...)

>
> welche alternative von CSD könnte ich noch nehmen?

Das ist er doch...

...

Autor: mpl (Gast)
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naja von CSD direkt...

IRLU024N PBF
Best.Nr.: 137633

Artikelpreis: 0.31 EUR
N-Ch-Log / 55V
3,8A / 2,1W
0,04R / TO251

also nen IRLU024 mit widerstand zwischen 22 - 100 Ohm an den Atmega?

Autor: Hannes Lux (hannes)
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mpl schrieb:

> also nen IRLU024 mit widerstand zwischen 22 - 100 Ohm an den Atmega?

Ja, und mit 10k zwischen Gate und Source...

Siehe auch hier:

http://www.hanneslux.de/planet5b/planet5-lokfahrtr...

Das Ding läuft mit bis zu 28,8 kHz PWM-Frequenz und zieht dabei eine 
H3-Halogenlampe 12V/55W locker durch.

...

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