Hallo zusammen, Bin noch recht neu hier im Forum allerdings schon sehr lange "Gastleser" und konnte mir bei Problemen bisher immer gut mit suchen weiterhelfen Nur aktuell komme ich nicht mehr weiter Ich habe vor eine "Kleine" Power Distribution Unit für 12-24V zu bauen die von einem STM32 Controller gesteuert wird. Im fertigen zustand soll die Unit 32 kanäle haben bis 20A Belastbar sind. Zum Testen sieht mein Aufbau aktuell so aus das ich über den SPI Bus des Controllers 4 74HC595 Register ansteuere welche die Mosfets ansteuern sollen. Um meine Schaltung einfach zu halten habe ich aktuell in meinem Testaufbau NDP6020P Logic Level Mosfets verwendet da ich die direkt mit einem kleinen Wiederstand über die Register mit 3,3V ansteuern kann. Ich habe bewusst einen P-Channel Fet verwendet weil ich Highside schalten möchte. Soweit funktioniert eigentlich alles wie es soll aber... Mit dem Aktuellen Design habe ich das Problem das sie nicht kurzschlussfest ist , ich für jeden Ausgang zusätzlich noch eine Sicherung brauche und kein Feedback bekomme. Mein Ziel ist es aber das ich den aktuellen Strom an jedem Ausgang mit dem Controller überwache und bei Überlast abschalte . Das würde mir auch eine Diagnose Möglichkeit geben mit der ich die aktuelle Last auslesen kann. In einigen Threads habe ich bereits gelesen das ein BTS555 ein geeigneter Kandidat währe allerdings glaube ich das der etwas überdimensioniert für meine Zwecke ist und soweit ich das datenblatt richtig Interpretiert habe ist der nicht Logic Level fähig ... Gibts so nen FET überhaupt mit Logic Level ansteuerung ? Falls nicht wie Steuere ich den dann an ? Ich muss dazusagen das meine Elektronik Kenntnisse recht beschränkt sind aber stetig wachsen ich lerne gerne und viel :-) ... war bisher eher im Software lager vertreten und Bastle erst seit knapp einem Jahr mit Microcontrollern rum. Mir ist auch klar das 32x 20A kein Pappenstiel sind und die Platine dementsprechend Dimensioniert sein muss da habe ich bereits eine idee das ganze mit massiven Kupfer Stromschienen zu lösen auf der Versorgungsseite müsste ein Querschnitt von 20x5mm ausreichend dimensioniert sein das ganze natürlich möglichst nahe an den Fets das die Übergangswiederstände gering sind ... erstmal will ich überhaupt soweit kommen :-) Währe toll wenn mich hier jemand bei unterstützen könnte . So das war jetzt ein bischen viel Text aber kürzer gings halt nicht :-) Gruß Philipp
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Philipp Sebastian schrieb: > Mit dem Aktuellen Design habe ich das Problem das sie nicht > kurzschlussfest ist , ich für jeden Ausgang zusätzlich noch eine > Sicherung brauche und kein Feedback bekomme. > Mein Ziel ist es aber das ich den aktuellen Strom an jedem Ausgang mit > dem Controller überwache und bei Überlast abschalte . > Das würde mir auch eine Diagnose Möglichkeit geben mit der ich die > aktuelle Last auslesen kann. > In einigen Threads habe ich bereits gelesen das ein BTS555 ein > geeigneter Kandidat währe allerdings glaube ich das der etwas > überdimensioniert für meine Zwecke ist und soweit ich das datenblatt > richtig Interpretiert habe ist der nicht Logic Level fähig ... > Gibts so nen FET überhaupt mit Logic Level ansteuerung ? Falls nicht wie > Steuere ich den dann an ? Mit den Smart Switches bist da schon auf dem richtigen Pfad, ich wurde auch dazu inspiriert für eine Dimmerbatterie mir die anzuschauen statt FETs. Und mir machen die zunehmend Spass. Die Smart Switches sind immer Logic Level, denn sie sind keine FETs mehr, es steckt nur ein FET drin und drumherum hast Du Diagnose-, Schutz- und Steuerschaltung. D.h. wenn Du da ein Schaltsignal draufgibst, dann trifft das nicht den MOSFET sondern die Steuerelektronik und die treibt den FET selbst. Diese Smart Switches gibt's auch mit Slew Rate Control, also Einstellung der Flankensteilheit - möchte man für PWM-Steuerungen haben um Abstrahlungen zu kontrollieren. Und wegen überdimensioniert: wenn er vom Preis ok ist, stört es, dass er viel mehr als die 20A verkraftet? Im Gegenteil, das niedrige Rdson hilft Dir die Abwärme zu kontrollieren. Bei meiner Schaltung eliminiert das einen riesigen Kühlkörper, dass der BTS3256D (Low Side Switch) einen Rdson von 10-20mOhm hat und mit einem 20x20mm Kühlpad für die Drainfahne auskommt.
Conny G. schrieb: > Die Smart Switches sind immer Logic Level, denn sie sind keine FETs > mehr, es steckt nur ein FET drin und drumherum hast Du Diagnose-, > Schutz- und Steuerschaltung. > D.h. wenn Du da ein Schaltsignal draufgibst, dann trifft das nicht den > MOSFET sondern die Steuerelektronik und die treibt den FET selbst. > Diese Smart Switches gibt's auch mit Slew Rate Control, also Einstellung > der Flankensteilheit - möchte man für PWM-Steuerungen haben um > Abstrahlungen zu kontrollieren. Aha wieder was gelernt :-) d.h es reichen 3,3V steuerspannung aus um den FET durch zu schalten das find ich schonmal super. > Und wegen überdimensioniert: wenn er vom Preis ok ist, stört es, dass er > viel mehr als die 20A verkraftet? > Im Gegenteil, das niedrige Rdson hilft Dir die Abwärme zu kontrollieren. > Bei meiner Schaltung eliminiert das einen riesigen Kühlkörper, dass der > BTS3256D (Low Side Switch) einen Rdson von 10-20mOhm hat und mit einem > 20x20mm Kühlpad für die Drainfahne auskommt. Ne es stöhrt mich nicht das er mehr als 20A verkraftet das Thema ist eher das er Konstant 20A verkraften soll und da habe ich bisher keinen Fet gefunden bis auf diesen. Das mit der niedrigen Abwärme ist natürlich ein gutes Argument wobei ich sagen muss das der Preis schon ziemlich saftig ist habe so zwischen 5 u 8€ alles gesehen ... wobei ich mir natürlich auch ne sicherung und einen IC zur stromüberwachung spare.. Mal schauen ob ich da noch was finde gibts den BTS555 auch noch eine nummer kleiner ich hatte gestern noch das Datasheet für nen BTS443 gesehen der hat ne Load Current angabe von 25A was passen würde allerdings hat der wiederum keinen Current Sense ausgang ... Die Suche geht weiter :-)
Sowas? VN7040AJ-E High-side driver with MultiSense analog feedback for automotive applications http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM1965/CL2148/SC1037/PF252698 http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00040975.pdf
Conny G. schrieb: > Im Gegenteil, das niedrige Rdson hilft Dir die Abwärme zu kontrollieren. > Bei meiner Schaltung eliminiert das einen riesigen Kühlkörper, dass der > BTS3256D (Low Side Switch) einen Rdson von 10-20mOhm hat und mit einem > 20x20mm Kühlpad für die Drainfahne auskommt. Bei 20mΩ und 20A hast du mal locker 8W. Da wird sich dein 4cm² Kühlpad noch ganz kräftig aufheizen?
Mike A. schrieb: > Conny G. schrieb: >> Im Gegenteil, das niedrige Rdson hilft Dir die Abwärme zu kontrollieren. >> Bei meiner Schaltung eliminiert das einen riesigen Kühlkörper, dass der >> BTS3256D (Low Side Switch) einen Rdson von 10-20mOhm hat und mit einem >> 20x20mm Kühlpad für die Drainfahne auskommt. > > Bei 20mΩ und 20A hast du mal locker 8W. Da wird sich dein 4cm² Kühlpad > noch ganz kräftig aufheizen? Einerseits sind die 20mOhm "max", es geht bei 10mOhm los, praktisch dürfte ich bei 14-16 liegen. Andererseits brauche ich nur 7A - der TO braucht 20A. Wenn ich konservativ rechne mit: 16mOhm, 12V, 7A, 100us Schaltvorgang (min slew rate), den ganzen Schaltvorgang mit den üblichen MOSFET-Verlusten, 250Hz PWM, 99% Duty Cycle, Rja = 60 K/W für das Kühlpad, Ta = 40 Grad Dann komme ich auf 1,8W Verlustleistung und 150 Grad Junction-Temperatur, also Obergrenze. In der Praxis überhitzt der Switch bei 4A, 90% Duty Cycle, 1.5kHz PWM, 225qmm Kühlpad nach 5min nicht, also sind die Schaltverluste vermutlich deutlich kleiner als angenommen. Denn in meiner Rechnung käme ich damit auf eine Junctiontemperatur von 270 Grad, viel zu viel. Wenn ich die Schaltverluste ratierlich verringere, zB. mit 50%, dann komme ich hier auf rechnerische 155 Grad Tj, also sind die Schaltverluste <50% der Schaltzeit, nicht 100%.
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Conny G. schrieb: > Sowas? > > VN7040AJ-E > High-side driver with MultiSense analog feedback for automotive > applications > > > http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM1965/CL2148/SC1037/PF252698 > Der ist schonmal super habe bei ST garnicht geschaut... allerdings hat der ein max Limit im Datasheet von 11A dauerhaft. habe jetzt einen anderen gefunden auch von ST electronics Diesen hier der müsste für meine Zwecke passen 20A max Continous den VN5E010MH-E http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00240716.pdf Preislich auch absolut im Rahmen kostet bei Digikey 2,50€ für 32 Stk da werd ich erstmal ein Paar zum Testen Bestellen Danke schonmal für die Hilfe.
Phil S. schrieb: > Conny G. schrieb: >> Sowas? >> >> VN7040AJ-E >> High-side driver with MultiSense analog feedback for automotive >> applications >> >> >> http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM1965/CL2148/SC1037/PF252698 >> > > Der ist schonmal super habe bei ST garnicht geschaut... > allerdings hat der ein max Limit im Datasheet von 11A dauerhaft. Bist Du sicher? Welche Position im Datasheet meinst Du? > habe jetzt einen anderen gefunden auch von ST electronics > Diesen hier der müsste für meine Zwecke passen 20A max Continous > den VN5E010MH-E > http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00240716.pdf > Preislich auch absolut im Rahmen kostet bei Digikey 2,50€ für 32 Stk da > werd ich erstmal ein Paar zum Testen Bestellen > > Danke schonmal für die Hilfe.
Conny G. schrieb: > Bist Du sicher? Welche Position im Datasheet meinst Du? Ich meine die Tabelle Maximum Power Ratings Seite 9 DC Output ? oder hab ichs missinterpretiert ?
Phil S. schrieb: > Conny G. schrieb: > >> Bist Du sicher? Welche Position im Datasheet meinst Du? > > Ich meine die Tabelle Maximum Power Ratings > Seite 9 DC Output ? > oder hab ichs missinterpretiert ? Ich lese da "Reverse DC output, -I_out", das ist nicht der normale Forward-Strom. Und in der Einleitung steht, er könne irgendwas von "Reverse battery", frag mich aber nicht, was das heisst. Jedenfalls würde ich das so lesen, dass das auf den normalen MOSFET-Modus, den Du brauchst nicht zutrifft.
Das meint wohl das: Schutz gegen Falschpolung. http://www.ti.com/lit/an/slva139/slva139.pdf https://www.btipnow.com/library/white_papers/Reverse_Batery_Protection.pdf
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Conny G. schrieb: > Phil S. schrieb: >> Conny G. schrieb: >> >>> Bist Du sicher? Welche Position im Datasheet meinst Du? >> >> Ich meine die Tabelle Maximum Power Ratings >> Seite 9 DC Output ? >> oder hab ichs missinterpretiert ? > > Ich lese da "Reverse DC output, -I_out", das ist nicht der normale > Forward-Strom. > Und in der Einleitung steht, er könne irgendwas von "Reverse battery", > frag mich aber nicht, was das heisst. > Jedenfalls würde ich das so lesen, dass das auf den normalen > MOSFET-Modus, den Du brauchst nicht zutrifft. Ok danke ich habe vorhin gesehen das es von dem Chip bei Mouser ein EvalBoard gibt für 3€ rum ich glaube damit werd ich mal nix falsch machen werd mir mal von beiden ein stk besorgen zum testen bei der Gelegenheit kann ich gleich mal schauen wie es sich mit der Wärmeentwicklung verhält Meine Anforderungen erfüllen beide. wobei der VN5E010 einfacher zu Löten ist ;-) Jetzt gehts erstmal ans schaltplan zeichnen habe am wochenende testweise ein paar zeilen Code für einen 74H4051 Analogmultiplexer getestet mit dem ich die Sense Signale in den Controller schleifen möchte das sah sehr vielversprechend aus ich denke damit müsste es kein problem sein die Analog feedback signale in den Controller zu bekommen Danke dir !
Conny G. schrieb: > Das meint wohl das: Schutz gegen Falschpolung. Hallo Conny. Mal wieder HighSide :-) Ja, der Chip ist gegen Verpolung sicher (damit ist im Allgemeinen der verdrehte Anschluss einer Autobatterie gemeint. Auch wenn die Pole unterschiedlich dick sind, der eine passt drauf, der andere wird zumindest kurz drangehalten). Deswegen geben manche OEMs auch eine Mindestzeit an, die ein Gerät im Verpolfall überleben können muss (z.B. 60s). Die Angabe im Datenblatt sagt aus, dass der Strom durch die Last limitiert werden muss. Doppelfehler werden in der KFZ-Entwicklung normalerweise nicht betrachtet: Kurzschluss gegen GND und dann noch verpolen führt zum Defekt des HighSides.
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Lange habe ich ja nichts mehr geschrieben darum hole ich den Thread mal wieder aus der Versenkung... Mittlerweile habe ich mich entschieden den VN5E010AH von ST einzusetzen. Da der von der Verfügbarkeit her besser zu bekommen ist (kleine Stückzahlen) als der VN7040AJ-E den gibt’s bei Mouser bzw. Digikey erst ab 1000 bzw. 2000 stk. was mir dann doch etwas zu viel ist... Somit ist die Entscheidung fürs erste gefallen. Jetzt hänge ich allerdings etwas am Schaltplan fest die Digital IO multiplexer und Analog Multiplexer habe ich bereits im Schaltplan integriert was mir jetzt noch fehlt ist die Leistungsseite da habe ich mich bisher etwas gedrückt ;-) Die Ansteuerung des FETs ist mir ja soweit noch klar aber ich versteh nicht wie ich das mit dem Current Sense Feedback auf die Reihe bekommen soll. Ich werde da aus dem Datenblatt einfach nicht schlau was die Angaben betrifft. http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00240716.pdf Auf Seite 9 sind da die Diagnostik zustände zwischen 8 u 18 V angegeben VSense ist bei 18A mit 5V angegeben wenn ein widerstand von 3,9k verwendet wird soweit habe ich das Verstanden wenn der Fet im Fehlerzustand ist liegen am CS Pin 8V an bei 9mA . Mich machen jedoch die Werte etwas stutzig die bei K0,K1,K2 und K3 angegeben sind. Ich dachte eigentlich das die Spannung am CS Pin proportional zur last an den Outpins ist wenn ich mir die angaben in den K Feldern anschaue sieht das allerdings nicht so aus... Auf Seite 24 und 25 wird beschrieben wie man den FET in den Schaltkreis integriert. Das heißt wenn ich nach dem Schema meinen Schaltplan aufbaue müsste in der Abb. 32 der Widerstand RSense 3,9k Ohm haben den Kondensator CExt gebe ich mit 10nF an und den Widerstand RProt gebe ich mit 10k Ohm an um den ADC Port zu schützen. D.H. auf dieser Leitung müsste ich dann die 8V Fehlerstrom (VSenseH) und auch die VSense messen die max. 5 V hat richtig ? So jetzt komme ich zu meinem eigentlichen Problem der ADC Port am Controller ist zwar 5V tolerant kann aber nur bis 3.3V Spannung messen somit müsste ich die Spannung auf diesen wert reduzieren um den Controller nicht zu grillen. meine Idee war jetzt das ich den Widerstand RSense etwas höher auslege um mich innerhalb der grenzen meines Controllers zu bewegen nach meiner Rechnung müssten das 522 Ohm sein wenn ich von einem maximalen Strom von 9mA auf der CS Leitung ausgehe und einer maximalen Spannung von 8V.... Diese müsste ich dann zu dem 3,9k Ohm Widerstand addieren würde dann 4,42k Ohm Widerstand für RSense machen. Damit würde ich im Fehlerzustand max. 3,3V am Controller sehen. Das würde allerdings auch bedeuten das ich im normalen betrieb statt max. 5V am CS Pin 0,3 V am Pin sehe dementsprechend weniger wenn ich eine niedrigere Last habe. Im Anhang habe ich ein Beispielbild meiner Schaltung gemacht ich hab’s etwas vereinfacht da es mir nur ums Prinzip geht. Davon würde ich mir erstmal ein kleines Eval Board machen lassen sofern meine Theorie stimmt um zu testen ob meine Idee aufgeht. Ich hoffe das ich nicht total auf dem Holzweg bin und das Prinzip verstanden habe... Lieber wende ich bei der Planung etwas mehr Zeit auf bevor ich total daneben greife und Zeit bzw. Geld in den Sand setze.. Danke schon mal für eure Hilfe. @ Conny ich habe deinen Anderen Thread zu dem VN5E schon gefunden aber ich bin wohl nicht schlau daraus geworden ;-)
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