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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IRF510 als Logikschalter


Autor: Günther Schmidt (Gast)
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Hallo Leute,

Ich würde gern mit einem PIC einen selbstgebastelten LED-Scheinwerfer
schalten. Spannung ist 12V, der Strom etwa 0,7A. Die LEDs sind immer
jeweils zu dritt in Reihe mit einem Vorwiderstand, ich kann sozusagen
den ganzen Scheinwerfer so wie er ist an 12V betreiben.

Nun die Frage. Da kommt ja zum Schalten eigentlich nur ein MOSFET in
Frage. Nun habe ich mal rumgeschaut und gesehen, dass die
Logikpegel-MOSFETS recht teuer sind.

Aber wenn ich den IRF510 nehme, der hat bei Ugs=5V ein knappes Ampere
Ids (laut figure1,
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf510.pdf). Könnte ich
den nun nehmen? Oder könnte es auch sein, dass das nicht klappt
(eventuell weil die Ausgangsspannung des Pic<5V ist)? Könnte ganz schön
knapp werden.

Welchen möglichst günstigen MOSFET könnte ich denn sonst nehmen?

Danke schonmal,

Günther

Autor: Dietmar (Gast)
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Was spricht denn dagegen, einen noch günstigeren Bipolartransistor zu
nehmen?

Gruß

Dietmar

Autor: Andreas Lang (Gast)
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Der BUZ11 kostet nicht allzuviel und ist bei 5V Ugs schon recht gut in
der Sättigung.
Für einen Schalttransistor kommt es darauf an, dass er GESÄTTIGT ist.
Den IRF510 würde ich da nicht nehmen. Erstens kommt der bei 5V wohl
noch nicht so recht in die Sättigung und zweitens hat der mit >0.5 Ohm
minimalem Rds einen ziemlich hohen Einschaltwiderstand.
Der BUZ11 ist je nach Uds/Ids schon bei etwas mehr als 4V in der
Sättigung. Da sollte also noch etwas Reserve sein.
Bipolar halte ich für weniger gut, da man da idR einen recht hohen
Basisstrom brauchen würde.

Autor: Ingo (Gast)
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Hi,

das Problem ist, wenn ich das richtig verstanden habe, dass der Ausgang
des PIC höchsten 5 Volt hat. Der Feldeffektransistor braucht bei den
Leistungstärkeren Modellen (niedriger "An-Widerstand") gewöhnlich
etwa 10 bis 20 Volt.

"Der BUZ11 ist je nach Uds/Ids schon bei etwas mehr als 4V in der
Sättigung."

Wenn es mit dem BUZ11 ohne Probleme klappt und bei etwa 5V
Gate-Spannung der "An-Widerstand" in Ordnung ist, dann ist dies wohl
die einfachste und billigste Lösung.

Reicht die Gatespannung von 5 Volt vielleicht nicht aus (könnte sein,
da das Datenblatt bis zu 20 Volt Gatespannung erlaubt bzw. fordert!?),
dann muss man eine Lösung finden die 5 Volt des Pics irgendwie
"aufzuwerten".

Ich sehe jedoch bei der Ansteuerung des MOSFET mit dem PIC direkt ein
Problem, nämlich, dass dieser zu wenig Strom liefert, falls man schnell
und häufig schalten will!


Mein Vorschlag wäre also ein MOSFET-Treiber:
z.B. der TC4420 (kostet 1-2 Euro)
Er ist eigentlich für Anwendungen bei höhren Frequenzen gedacht, da er
recht hohe ströme liefert. Man kann so z.B. ein nettes Stroboskop,
basteln!
Er macht (kann man im Datenblatt nachlesen) aus einem Eingansignal von
0/5 Volt ein Ausgangsignal, dass je nach Spannungsversorgung bis zu
0/18 Volt entspricht.
--> dein Leistungs-MOSFET bekommt was er braucht - nämlich ausreichend
Gatespannung. So dürfte man auch keine Probleme mit ausreichender
Sättigung bzw. zu hohem "An-Widerstand" haben.

Bezugsquelle TC 4420: Beispielsweise Buerklin (Conrad leider nicht)

Falls der IC´s aus irgendwelchen Gründen nicht erhältlich ist muss man
sich nach anderen IC´s oder kleinen Verstärkerschaltungen umsehen
(Vielleicht klappt das "aufwerten" der Spannung auch mit CD4001 CMOS
NOR-Gates - sozusagen als Verstärker missbraucht; die sind billig und
wenn man die sonst noch brauchen kann oder sowieso schon hat einen
Versuch wert. Achtung: nicht für schnelles Schalten eines
Leistungs-MOSFET gedacht!)

Achja!? Was sollen die LED´s eigentlich machen? Langsam blinken? Ab und
zu ein und wieder ausgeschaltet werden?...


Ich hoffe meine Information hilft weiter. Viel Spaß beim basteln!



(Über Feedback bin ich froh (-:) )

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Moment:

Knackpunkt ist, dass der Strom der durch die GS Strecke fließt durch
die Spannung am Gate gesteuert wird.
Sprich: Es gibt auch Mosfets (wie man oben sieht) die bei genannten
Anforderungen durchaus bei 5V schon einen Rdson haben, der klein genug
ist.

Autor: TravelRec. (Gast)
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z.B. der IRF7401, SIOC8, macht 20 A bei 20V, 2,5V Sättigung am Gate,
RDSon 0,022Ohm, Reichelt 0,55 Euro

Autor: Günther Schmidt (Gast)
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Hallo wieder,

danke für eure Hilfe. Also bezüglich Geschwindigkeit: Der PIC kann bis
25mA treiben, ich dachte da an eine Begrenzung auf 10mA. Die benötigte
Schaltfrequenz ist bei höchstens 20 Hz. Das sollte locker drin sein.

Die Variante Bipolartransistor hatte ich überlegt, hatte mich dann aber
wegen des hohen Basisstromes und des Spannungsabfalles von Kollektor zu
Emitter dagegen entschieden.

Der BUZ11 sieht ganz gut aus. Ich denke den werde ich probieren.
Treiberstufen und sowas werde ich erstmal nicht nehmen, ist ja doch
recht teuer und für meine Zeitanforderungen etwas übertrieben.

Günther

Autor: TravelRec. (Gast)
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Treiber brauchst Du nicht, wenn Dein Pic die notwendige
Gate-Sättigungsspannung liefern kann. Strom fließt dabei so gut wie
keiner, also muß auch nichts begrenzt werden. Einfach den Portpin
direkt mit dem Gate des Buz11 oder eines anderen LogicLevelFets
verbinden.

Autor: Ich (Gast)
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"des Buz11 oder eines anderen LogicLevelFets
verbinden."

Der BUZ11 ist kein Logic-Level FET. Die erste Kennlinie im Datenblatt
ist für Vgs=5V.

Wenn du bei Reichelt bestellst, würde ich nen IRLZ34N nehmen. Das ist
nen Logic-Level FET mit Rds(on)=35mOhm im TO-220 Gehäuse für 0,42€

MfG

Autor: TravelRec. (Gast)
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@ Ich: Oben gab´s doch schon ´nen Vorschlag ;), außerdem schrieb ich
nicht, daß der BUZ11 ein LogicLevel-Typ ist, was auch oben schon gesagt
wurde. Erst LESEN, dann schreiben ;)

Autor: Günther Schmidt (Gast)
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"Treiber brauchst Du nicht, wenn Dein Pic die notwendige
Gate-Sättigungsspannung liefern kann. Strom fließt dabei so gut wie
keiner, also muß auch nichts begrenzt werden"

Aber ich brauche doch Strom, um die Kapazitäten umzuladen. Darum ging
es doch oben bezüglich der Schaltzeiten, dachte ich. Und ich würde das
trotzdem mit nem Vorwiderstand machen, damit er nicht mal aus versehen
gegrillt wird. Sollte doch nicht schaden.

"Wenn du bei Reichelt bestellst, würde ich nen IRLZ34N nehmen. Das
ist
nen Logic-Level FET mit Rds(on)=35mOhm im TO-220 Gehäuse für 0,42€"

Das klingt auch prima, werde mir das Datenblatt mal anschauen. Danke
euch.

Günther

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Solange du keine wesentlich hohe Frequenz (und ich rede hier von ein
paar kHz) den Mosfet ansteuern willst, reicht der Strom des Portpins
locker aus.

Einen Schutzwiderstand kannst du natürlich einbauen, der sollte dann
aber schon niederohmig sein.
Würde ich persönlich aber auch nicht machen, und mache ich bei meinen
AVRs auch nie. Ich hänge FETs immer direkt an die Pins, wenn ich im
Niedrigfrequenten Bereich bin.

Autor: TravelRec. (Gast)
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>>... würde ich nen IRLZ34N nehmen...

Der IRF7401 ist aber viiiel kleiner und hat nur 22 mOhm...

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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> Die benötigte Schaltfrequenz ist bei höchstens 20 Hz. Das sollte
> locker drin sein.

Du willst einen LED-Scheinwerfer mit 20Hz takten? Das gibt aber ein
wüstes Geflimmer.

Autor: Günther Schmidt (Gast)
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">>... würde ich nen IRLZ34N nehmen...
Der IRF7401 ist aber viiiel kleiner und hat nur 22 mOhm..."

Das stimmt, aber ich hab das auf ner Lochrasterplatte, also kein SMD.
Und etwas teurer ist er auch. Aber danke für den Tipp, sieht auch sehr
gut aus. Müsste man den eigentlich kühlen, wenn man damit 8A schaltet?
Wie macht man das denn bei so einem kleinen Gehäuse?

"Du willst einen LED-Scheinwerfer mit 20Hz takten? Das gibt aber ein
wüstes Geflimmer."

Ja, das ist beabsichtig. Super, ich glaube der IRLZ34N wird's wohl
werden. Ob nun 35 oder 22 mOhm ist vielleicht nicht sooo entscheidend.

Danke,

Günther

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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35 mOhm dürften auch bei weitem weniger sein als die Toleranz der
Vorwiderstände der LEDs. Bei 0,7A ist auch Verlustwärme im Transistor
fast nicht vorhanden.

Autor: TravelRec. (Gast)
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Eben hatt´er aber noch 8A gesagt - die LEDs möchte ich sehen ;-)

Autor: Günther Schmidt (Gast)
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"Eben hatt´er aber noch 8A gesagt - die LEDs möchte ich sehen ;-)"

Das war nur auf den SMD-Chip bezogen. In der Größenordnung kann der
nämlich schalten. Wollte nur wissen, wie das dann mit der Kühlung ist.
War eher unabhängig von meiner ursprünglichen Anfrage, die wurde ja
perfekt beantwortet.

Günther

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ach ja, nee, der kann 20A, muß dann aber durch Kupferflächen rund um den
und unter dem IC gekühlt werden. Außerdem muß man Sorge tragen, daß das
Gate immer schnell umgeladen wird, da die sonst auftretende
Verlustleistung den MosFet grillt. Bei den 0,7A, die Du brauchst,
kannste das Ding mit Fädeldraht auf die Lochrasterplatine bäppeln und
mußt Dir keinen Kopf um Kühlmaßnahmen machen.

Autor: Günther Schmidt (Gast)
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"nee, der kann 20A"

Nicht von meinem Standpunkt aus, ist aber auch egal.

http://www.ortodoxism.ro/datasheets/irf/irf7401.pdf

10s-Pulse 10A (absolute maximum)
Dauerhaft 8,6A (absolute maximum)

"das Ding mit Fädeldraht auf die Lochrasterplatine bäppeln"

Naja, es soll ja keine fliegende Verdrahtung werden. Etwas stabil darf
es ruhig sein. Lochrasterplatte muss nicht gleichbedeutend sein mit
gefrickelt.

Ich denke der andere ist OK.

Günther

Autor: TravelRec. (Gast)
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OK - überredet. Das Layout entscheidet natürlich mit, was die
Maximalleistung angeht. Und 8x Fädeldraht hält ein SOIC8-Gehäuse sicher
auf der Platine fest, da "fliegt" nix ;-)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ich habe bei Reichelt einnige IRLR2905 bestellt. Die kann man auch "von
hinten" auf Lochraster löten. Nebenbei: IRFR5305 als P-Kanal...

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Ein SO8 läßt sich aber auf 2,54mm-Lochraster auch prima auflöten.

Autor: AVRfan (Gast)
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Ich wuerde gerne eine H-Bruecke mit logic level MOSFETs aufbauen,
als N-channel koennt man ja laut den Vorrednern den IRLZ34N nehmen.

was waere ein passender P-channel (logic level TO-220) MOSFET,
den man auch noch gut bekommt???

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Läuft die H-Bücke auch mit 3,3V / 5V, also mit der gleichen Spannung, 
wie dein Controller?
Oder hängt die Brücke an 12V?

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