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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ULN2803 -> IRF5210, Widerstandswerte ?


Autor: someone (Gast)
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Hallo,

ich möchte über einen µC und PCF8574 einen IRF5210 ansteuern (PWM). Um
die Ausgänge des PCF8574 zu schützen soll als Treiber ein ULN2803A
eingesetzt werden.
Mir wurde von verschiedenen Seiten gesagt, das man bei der Ansteuerung
des MOSFET einen Gatewiderstand verwenden soll, manche sagen sogar
zusätzlich einen Widerstand von Gate nach Masse um ganz sicher zu
gehen.
Mich würde nun einfach interessieren wie ich die Widerstandswerte in
meiner Schaltung zu dimensionieren habe. R1 ist der Pullup wegen der
Open-Kollektor Ausgänge des ULN - nebenbei wird durch den ULN die
Schaltungslogik wieder "richtigherum" gedreht (wegen des P-MOSFET hab
ich ja negierte Schaltzustände).

Als grundsätzliche Frage: Ist meine Schaltung so richtig? Brauche ich
bei einem ULN2803 unbedingt noch den Spannungsteiler R2/R3 bzw. nur den
Gatevorwiderstand?
Welche Widerstandswerte für R1 bis R3 muss ich verwenden (5V
Betriebsspannung) ?

Der P-Channel MOSFET ist notwendig, da meine Lasten (R4) eine
gemeinsame Masse haben.

Autor: Michael (Gast)
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Nimm bitte keinen 8574 sondern irgendein Schieberegister, was mA-Ströme
als 'sink' und 'source' liefern kann: 4094, 40HC94, 74HC595, ...
Dann brauchst Du auch keinen ULNxxxx mehr, sondern nur einen Widerstand
vom Gate nach Source (Vcc) damit der Transistor ohne aktive Ansteuerung
gesperrt bleibt.

Autor: someone (Gast)
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Hallo Michael,

Vorteil beim TWI/I2C wäre das ich die meiste Arbeit hardwäremäßig durch
den µC erledigen könnte. Ich möchte insgesamt 24 Ports ansteuern mit 3x
PCF8574 (oder auch mit Schieberegister...)

Ich habe mir mal das Datenblatt der 74HC Familie angeschaut, in der Tat
sind die Ströme wesentlich höher und auch die Frequenzen höher als beim
I2C Standard. Hört sich alles nicht schlecht an, laß ich mir mal durch
den Kopf gehen...

Und ich brauche keinen Gatevorwiderstand (möchte ja mit PWM
schalten...) ???

Autor: Michael (Gast)
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Wenn Du PWM vorhast, dann richte Dich darauf ein, daß sie nicht
sonderlich schnell sein kann.
Allen Unkenrufen zum Trotz, brauchst Du keinen Gatevorwiderstand. Die
CMOS/HCMOS Ausgänge haben ihren eigenen Innenwiderstand.

Autor: someone (Gast)
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Nein, das die Frequenz bei 24 Ausgängen relativ niedrig sein wird ist
klar. Komme aber damit zurecht...

Ich danke dir für deine Antworten.

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

um welche Frequenz handelt es sich denn?

Wir setzen bei uns in der Firma immer 100R ein um das Gate zu schützen.
Allerdings solltest Du das Gate mit Zenerdioden vor Überspannung
schützen. Darauf reagieren sie meist mit Ausfall.

Autor: Michael (Gast)
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>> Wir setzen bei uns in der Firma immer 100R ein um das Gate zu
schützen.

Wovor soll denn das Gate geschützt werden, vor 5V, vor 50mA ?

Autor: someone (Gast)
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Hallo,

effektiv nicht größer als 1kHz (8bit, 24 Kanäle, 8MHz µC Frequenz).
Aber mit großer Wahrscheinlichkeit kann ich auch
PNP-Bipolartransistoren (z.B. BD140) einsetzen, also hat sich die Frage
nach einem Gatewiderstand quasi erledigt.

@Jürgen: Ich dachte immer mit dem Widerstand schützt man den
Ansteuerausgang und nicht das Gate - wegen der Umladung der
Gatekapazität. Aber ich denke mal bei meinen geplanten PWM-Frequenzen
wäre das sowieso nicht nötig.

Autor: hans dieter (Gast)
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man schützt auch den ausgang, beim umladen können ströme bis 100 mA und
mehr fließen. die meisten treiber halten das auch kurzzeitig (einzelne
spitzen - wie beim umladen eines kondensators) aus. es geht darum den
strom den der ausgang liefern muss zu begrenzen.

Autor: Togger (Gast)
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Hi,
die Last an Source halte ich für problematisch.
Beim Durchschalten fällt an RL fast Ub ab, dh du brauchst am Gate Ub +
>4V (zumindest beim Buz10, vielleicht beim IRF weniger,
ausprobieren...), auf jeden Fall mehr als Ub, und dann klappt das so
nicht.
Sinnvoller wäre es die Last an Drain zu klemmen.
Die R´s ( wie in der Skizze):
Einer von Gate an Masse - ca. 100kOhm (statische
Einer seriell davor - 100Ohm ... 2k, kann aber erstmal entfallen,
reiner Schtuzwiderstand, damit beim Einschalten über die Gate Source
Kapazität der Strom begrenzt wird.
Überdenke bitte mal die Position von RL.

lg Ralf

Autor: someone (Gast)
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Hallo Ralf,

die Last ist an Drain, der MOSFET ist spiegelverkehrt eingezeichnet :-)

Autor: hans dieter (Gast)
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Wie spiegelverkehrt? Dieser p-kanal ist richtig eingezeichnet.
Ich würde für R2 (am gate und controller-pin) ca. 100R wählen. Dann
schaltet ein P-kanal durch, wenn UGs < Uth ist. D.h. wenn an einer
Schaltung der ausgang von deinem treiber-ding kein (also high-z) signal
anliegt, dann schaltet der fet durch. (also wie micheal schon gesagt hat
einen widerstand zwischen gate und source (vcc))

Autor: someone (Gast)
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Hi,

schau nochmal genau hin :-) Drain ist "unten", Source "oben" - und
die Diode verläuft von Drain nach Source in Durchlaßrichtung...

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