Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfettreiber - Zenderdiode dimensionieren?


von Roland S. (roland1302)


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Es gibt einen Bausatz eines 4fach Mosfet-Treibers für diverse Lasten. 
Ich versuche gerade die Schaltung nachzuvollziehen.
Ich habe die Schaltung, verkürzt auf einen Schalter, nachgezeichnet.
Anbei der Link zum Datenblatt mit dem Schaltplan auf Seite 11.
https://www.pollin.at/productdownloads/D810329B.PDF

Die prinzipielle Schaltung mit Freilaufdiode ist einfach und klar. Die 
LED wird als Statusanzeige genutzt und die Zener(eigentlich eine 
Z-)Diode begrenzt die Gatespannung auf maximal 8,2V.

TSM3404 Mosfet Datenblatt:
http://www.mouser.com/ds/2/395/TSM3404_A07-248610.pdf

Laut Datenblatt in der Abbildung Id/Vds, wird Sättigung scheinbar schon 
bei 4V erreicht. Ist das dann ein Logic Level Mosfet?
Vgs wird mit +/-20V angegeben. Demnach wäre er eher ein "standard" 
Mosfet, oder?

Warum wird in der Schaltung eine Z_Diode mit 8V (genau 8,2V)genommen? 
Eine Z-Diode mit 5V wäre doch ausreichend und auch nicht teurer.
Ein standard Mosfet braucht rund 10V, ein LL Mosfet 5V um voll 
durchzuschalten. Warum wird hier auf 8V also genau in der Mitte 
gegriffen? Für einen LL Mosfet wäre das doch zu hoch und für einen 
"standard" zu gering.

Kann mir jemand, wenn möglich anhand des Datenbaltts, erklären, warm 
8,2V genommen wurden?

von jz23 (Gast)


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Roland S. schrieb:
> Die prinzipielle Schaltung mit Freilaufdiode ist einfach und klar. Die
> LED wird als Statusanzeige genutzt und die Zener(eigentlich eine
> Z-)Diode begrenzt die Gatespannung auf maximal 8,2V.

Hätte ich jetzt auch so vermutet.

Roland S. schrieb:
> Laut Datenblatt in der Abbildung Id/Vds, wird Sättigung scheinbar schon
> bei 4V erreicht. Ist das dann ein Logic Level Mosfet?

1. Die Sättigung beim MOSFET tritt bei kleinen Gatespannungen (oder 
großen Drain-Source-Spannungen) auf (U_gs-U_th < U_ds), bei 
Leistungs-MOSFETen interessiert das einen nicht, bis darauf, dass man 
die Sättigung möglichst vermeidet.
2. Ich sehe da ziemlich eindeutig, dass der Graph bis 6V geht und der 
Widerstand auch sinkt, wieso also was verschenken?
3. Der Graph ist für die typischen Werte - im Worst Case sieht das ganz 
anders aus

Roland S. schrieb:
> Vgs wird mit +/-20V angegeben. Demnach wäre er eher ein "standard"
> Mosfet, oder?

Das hat nichts miteinander zu tun.

Roland S. schrieb:
> Eine Z-Diode mit 5V wäre doch ausreichend und auch nicht teurer.

Teurer wäre sie nicht, aber auch nicht billiger. Man hat überhaupt 
keinen Vorteil mit einer 5V-Z-Diode, im Gegenteil, man verschenkt 
Spannung, die zu einem geringeren R_dsOn führen würde.

Roland S. schrieb:
> Warum wird hier auf 8V also genau in der Mitte
> gegriffen? Für einen LL Mosfet wäre das doch zu hoch und für einen
> "standard" zu gering.

Es ist für diesen MOSFET ganz ordentlich dimensioniert. Man ist eben 
über einer Gate-Source-Spannung, bei der der R_dsOn klein genug ist. 
Auch für einen LL-MOSFET wären 8V passend - wie gesagt, man gewinnt 
nichts mit einer geringeren Spannung. Für manche uralten Gurken sind 8V 
zu gering, da hast du natürlich Recht.

Und bitte: Es sind µF, vielleicht auch noch uF, wenn man das µ nicht 
findet. Aber nicht yF, das wären Yoctofarad, die würde ich gerne mal in 
echt sehen. Das ist vielleicht die Kapazität zwischen Erde und Proxima 
Centauri (geschätzt, nicht gerechnet)

Was ich an der Schaltung nicht verstehe, sind die 6,8 Ohm von R13. Das 
ist doch pure Energieverschwendung?

von Teo D. (teoderix)


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jz23 schrieb:
> Was ich an der Schaltung nicht verstehe, sind die 6,8 Ohm von R13. Das
> ist doch pure Energieverschwendung?

Entkoppelt zusammen mit dem 100µF, das Gate von der Versorgung. KA ob 
das so dimensioniert, zum gesamt Szenario passt???

von jz23 (Gast)


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Teo D. schrieb:
> jz23 schrieb:
>> Was ich an der Schaltung nicht verstehe, sind die 6,8 Ohm von R13. Das
>> ist doch pure Energieverschwendung?
>
> Entkoppelt zusammen mit dem 100µF, das Gate von der Versorgung. KA ob
> das so dimensioniert, zum gesamt Szenario passt???

Das tut er zwar auch. Aber es ist vor allem der einzige Widerstand, der 
den Strom durch die Z-Dioden begrenzt. Bei 24V und einem eingeschalteten 
MOSFET fließen da 2,4A durch die Z-Diode, den OK und den Widerstand. 
Kommt mir ein bisschen viel vor.

von Marek N. (Gast)


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Der Optokoppler wirkt als Stromquelle und entkoppelt die Z-Diode vom 
Elko. Sonst *Bumm!*

Btw, wie wird denn der MOSFET definiert abgeschaltet?

von jz23 (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Der Optokoppler wirkt als Stromquelle

Ach, natürlich. Denkfehler :-D

Marek N. schrieb:
> Btw, wie wird denn der MOSFET definiert abgeschaltet?

Durch den 18k Widerstand. Laut der Anleitung ist die Schaltung auch nur 
bis 200Hz einsetzbar - bei reduziertem Strom.

von Teo D. (teoderix)


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jz23 schrieb:
> Bei 24V und einem eingeschalteten
> MOSFET fließen da 2,4A durch die Z-Diode,

Ach was, ist doch nur ne Fleischwunde... Ähh kleiner Nebeneffekt. ;)

von Wolfgang (Gast)


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jz23 schrieb:
> Bei 24V und einem eingeschalteten
> MOSFET fließen da 2,4A durch die Z-Diode, den OK und den Widerstand.

Da verrate mal, wie du den Wert für den Strom bestimmt hast.
So hell kann die LED im Optokoppler gar nicht leuchten.

von Mikroschritt (Gast)


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>>> wenn man das µ nicht findet.

@jz23 denkt scheinbar nicht daran, Dir zu sagen, wie das geht.
Aufgemerkt: Gleichzeitiges drücken von "alt gr" + "m" ergibt "µ".

von Jemand (Gast)


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Hallo

wobei yF aber auch von den Profis angewandt wurde - habe genau diese 
Schreibweise sowohl auf (sehr) alten Elkos als auch sogar deutlich 
öfter, auf Schaltplänen der "vor CAD" oder sehr (sehr, sehr...) frühen 
CAD Generationen gesehen.

Das µ war halt schon immer ein Sonderzeichen, und zu Zeiten wo mehr als 
ASCII unbezahlbar war halt nur selten vorhanden und sicherlich auch 
nicht auf einer Schreibmaschine.
Fehlende ä,ö,ü und ß bzw. die "normalen Sonderzeichen in anderen 
Sprachen waren auch lange keine Selbstverständlichkeit im Zeichensatz, 
geschweige den auf der Tastatur. Die US Tastaturbelegung war oft alles 
was es an Auswahl gab und Alt+Zahlencode nicht unbedingt komfortabel 
wenn man das Zeichen mehr als wenige male im Text gebraucht hat.

Aber auch schon "damals" (Zur Newgroupzeiten und wohl auch davor) wurde 
sich darüber lustig gemacht und ähnliche Vergleich gebracht.

Nebenbei: Bis irgendwann in den 30er Jahren wurden Kondensatoren auf in 
cm angegeben - wobei das aber nicht mit einer Längenangabe im 
Zusammenhang steht.

Jemand

Beitrag #5601521 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Roland S. (roland1302)


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jz23 schrieb:
> Die Sättigung beim MOSFET tritt bei kleinen Gatespannungen (oder
> großen Drain-Source-Spannungen) auf (U_gs-U_th < U_ds), bei
> Leistungs-MOSFETen interessiert das einen nicht, bis darauf, dass man
> die Sättigung möglichst vermeidet.
> 2. Ich sehe da ziemlich eindeutig, dass der Graph bis 6V geht und der
> Widerstand auch sinkt, wieso also was verschenken?
> 3. Der Graph ist für die typischen Werte - im Worst Case sieht das ganz
> anders aus

Warum interessiert mich die Sättigung bei LeistungsMOSFETs nicht? Gerade 
bei hohen Leistungen möchte ich doch einen minimalen RdsOn erreichen um 
ein Minimum an Abwärme zu garantieren. Dieser ist erst bei Sättigung 
minimal bzw der Mosfet voll durchgeschalten.
Woher hast du diene 6V? Sind die aus "On-Resistance vs. Gate-Source 
Voltage"? Dort könnte ich es nachvollziehen, in meinem angesprochen Id 
vs Vds Graph jedoch nicht. In diesem "Output Characteristics" Graph (Id 
vs Uds) sind Gatespannungen nur bis 4V eingezeichnet. Warum? Wann höhere 
Spannungen ganz durchschalten, ist demnach garnicht erkennbar, oder?

Wenn ich (theoretisch) den Mosfet ersetzen würde, müsste ich auch die 
Z-Diode ersetzen und an den neuen Mosfet anpassen.
Ich würde also "RdsOn vs Vgs" betrachten, soweit im Datenblatt 
vorhanden, und nachsehen ab welcher Gatespannung RdsOn (sinnvoll) 
minimal ist. Zusätzlich bräuche ich die Info, ob bei der Spannung der 
Mosfet ordentlich durchschaltet. Diese Info hätte ich aus Id vs. Uds 
geholt.
Tausche ich zB gegen einen Buzz11, ( der Betriebsspannungsbereich würde 
höher als bei 4,5V beginnen. Nehme ich mal an, dass ich das Teil mit 11 
bis 24V betreiben würde und max 5a schalten möchte)
Datenblatt Buzz11:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/BUZ11-D.PDF
Dort lese ich nur die Info dass RdsOn bei 15V 0,04 Ohm ist. Bei Id vs 
Vds sehe ich das bei 10V Gatespannung der Mosfet 50A erreicht und für 
mein Beispiel bis 5A sicher gesättigt/durchgeschaltet wäre.
Auch bei 8V wäre die Kurve schon "flach", jedoch Rds minimal höher. 
Daher würde ich bei einem Buz11 eher eine 10V Z-Diode nehmen, weil RdsOn 
dort minimal ist.
Ist das soweit richtig und auf alle Mosfets anwendbar?


> Auch für einen LL-MOSFET wären 8V passend - wie gesagt, man gewinnt
> nichts mit einer geringeren Spannung. Für manche uralten Gurken sind 8V
> zu gering, da hast du natürlich Recht.
Ok, danke. Ich dachte LL Mosfets haben eine viel geringere Vgs-max. War 
ein Irrtum.



> Und bitte: Es sind µF, vielleicht auch noch uF, wenn man das µ nicht
> findet. Aber nicht yF, das wären Yoctofarad, die würde ich gerne mal in
> echt sehen. Das ist vielleicht die Kapazität zwischen Erde und Proxima
> Centauri (geschätzt, nicht gerechnet)
Natürlich sollten es keine Yoctofarad sinder µF sein. In der Eile des 
Gefächts, hatte ich ganz vergessen, dass mein M sogar ein Symbol auf der 
Tasterur bietet. Sorry, ich gelobe Besserung!

> Was ich an der Schaltung nicht verstehe, sind die 6,8 Ohm von R13. Das
> ist doch pure Energieverschwendung?
Diese 6,8Ohm sind mir auch nicht ganz klar.Auch dieser Wert wirkt (auf 
mich) wie per "DaumenxPi" ermittelt.
Ist der "einfach gesehen" als Vorwiderstand zur Z_Diode zu sehen, dass 
der Strom generell begrenzt wäre? Sollte es dann nicht ein 
Lastwiderstand mit mehr Watt sein und würden nicht genausogut 2 oder 4 
Ohm passen?

von Achim S. (Gast)


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Roland S. schrieb:
> Warum interessiert mich die Sättigung bei LeistungsMOSFETs nicht? Gerade
> bei hohen Leistungen möchte ich doch einen minimalen RdsOn erreichen um
> ein Minimum an Abwärme zu garantieren. Dieser ist erst bei Sättigung
> minimal bzw der Mosfet voll durchgeschalten.

Ihr beide benutzt den Begriff "Sättigung" beim MOSFET genau in 
entgegengesetzten Bedeutungen.

Beim Bipolartransistor ist die Bedeutung eindeutig: Sättigung ist der 
voll durgeschaltete Betrieb bei minimalem U_CE. In dem Sinn benutzt du 
den Begriff Sättigung auch beim MOSFET (und du bist nicht der einzige, 
der den Begriff so interpretiert).

Offiziell bedeutet Sättigung beim MOSFET aber genau das Gegenteil: der 
FET ist nicht im Widerstandsbereich sondern im linearen Bereich, wo auch 
große U_DS auftreten können (ohne dass der Drainstrom deswegen 
wesentlich ansteigt), sondern der FET als spannungsgesteuerte 
Stromquelle arbeitet.

Das hatt jz23 versucht dir zu erklären. Die klareren Begriffe sind 
deshalb oft "Widerstandsbereich" vs. "Abschnürbereich".

https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#S%C3%A4ttigungsbereich

von jz23 (Gast)


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Roland S. schrieb:
> Woher hast du diene 6V? Sind die aus "On-Resistance vs. Gate-Source
> Voltage"?

Ja

Roland S. schrieb:
> In diesem "Output Characteristics" Graph (Id
> vs Uds) sind Gatespannungen nur bis 4V eingezeichnet. Warum? Wann höhere
> Spannungen ganz durchschalten, ist demnach garnicht erkennbar, oder?

In diesem Graph kannst du die Sättigung erkennen (Also die 
MOSFET-Sättigung, nicht mit der Sättigung beim Bipolar-Transistor 
verwechseln, wie mein Vorredner schon schrieb). Normalerweise möchte man 
sich davon weit genug fernhalten, bei 5A würden dafür allerdings auch 
schon 4V (typical!) ausreichen. Schaut man sich aber mal auf Seite 2 die 
U_th an, liegt die Max-U_th 1,6V über der typical. Man müsste also im 
Worst-Case mit 5,6V am Gate arbeiten, um bei 5A von der Sättigung weit 
genug weg zu sein (In dem Zusammenhang: Eindeutig auch kein LL MOSFET).
In diesem Graphen sind die höheren Spannungen deshalb so schlecht 
erkennbar, weil der eben die Sättigung darstellen soll. Und bei höheren 
Spannungen ist die mit einem "normalen" I_d nicht mehr machbar. Bei 
R_dsOn vs. U_gs ist eben der Bereich, der in "Output Characteristics" 
zusammengefasst wurde, deutlich besser sichtbar. Und in dem Fall ist das 
eben interessanter.

Roland S. schrieb:
> Wenn ich (theoretisch) den Mosfet ersetzen würde, müsste ich auch die
> Z-Diode ersetzen und an den neuen Mosfet anpassen.
> Ich würde also "RdsOn vs Vgs" betrachten, soweit im Datenblatt
> vorhanden, und nachsehen ab welcher Gatespannung RdsOn (sinnvoll)
> minimal ist. Zusätzlich bräuche ich die Info, ob bei der Spannung der
> Mosfet ordentlich durchschaltet. Diese Info hätte ich aus Id vs. Uds
> geholt.

Wenn der R_dsOn klein genug ist, ist der MOSFET schon "ordentlich 
durchgeschaltet", bzw. du musst dann nicht mehr auf U_ds vs. I_d 
schauen, den Graphen braucht man beim Leistungs-MOSFET tendenziell recht 
selten. Spannender ist hier eben noch die Differenz zwischen U_th_typ 
und U_th_max, denn die musst du noch draufrechnen, um im Worst Case noch 
durchzuschalten.

Roland S. schrieb:
> Dort lese ich nur die Info dass RdsOn bei 15V 0,04 Ohm ist. Bei Id vs
> Vds sehe ich das bei 10V Gatespannung der Mosfet 50A erreicht und für
> mein Beispiel bis 5A sicher gesättigt/durchgeschaltet wäre.

ungesättigt, nicht gesättigt. Aber ansonsten: Ja

Roland S. schrieb:
> Auch bei 8V wäre die Kurve schon "flach", jedoch Rds minimal höher.
> Daher würde ich bei einem Buz11 eher eine 10V Z-Diode nehmen, weil RdsOn
> dort minimal ist.

Genau. Wobei 8V auch ausreichen würden. Wenn man aber sowieso eine 
höhere Spannung verfügbar hat, gibt es ja keinen Grund, die 
Gate-Spannung künstlich auf eine niedrigere zu begrenzen. Theoretisch 
könnte man auch einfach eine 16,xV Z-Diode nehmen, also einfach dafür 
sorgen, dass eben nie mehr als 20V auftreten. Dann hätte man allerdings 
bei der Schaltung von Pollin den Nachteil, dass das Abschalten länger 
dauert.

Roland S. schrieb:
> Natürlich sollten es keine Yoctofarad sinder µF sein. In der Eile des
> Gefächts, hatte ich ganz vergessen, dass mein M sogar ein Symbol auf der
> Tasterur bietet. Sorry, ich gelobe Besserung!

Macht ja nichts. Und µ gibt es ja auch nicht immer, weshalb man auch 
häufig u findet. Nur y ist eben schon belegt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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jz23 schrieb:
> In diesem Graph kannst du die Sättigung erkennen (Also die
> MOSFET-Sättigung, nicht mit der Sättigung beim Bipolar-Transistor
> verwechseln, wie mein Vorredner schon schrieb). Normalerweise möchte man
> sich davon weit genug fernhalten

Ähmm. Nein. Bei einer Schaltanwendung mit MOSFET will man sich vom 
Sättigungsbereich nicht nur fernhalten, man will so weit wie möglich in 
den niederohmigen Bereich kommen. Heißt, man macht die Gate-Source 
Spannung so groß wie man kann. Natürlich mit genügend Abstand zum 
erlaubten Maximum. Wenn der MOSFET 20V aushält, kann man den gut und 
gerne mit 12V oder auch 15V ansteuern.

Warum man das macht: weil man so die geringsten Verluste über der 
Drain-Source Strecke bekommt. Die Verluste für das Umladen der 
Gate-Kapazität sind dagegen regelmäßig vernachlässigbar. Ausnahme: wenn 
man wirklich schnell und häufig schalten will. Das ist bei dieser 
Schaltung aber sowieso nicht möglich.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Marek N. schrieb:
> Der Optokoppler wirkt als Stromquelle und entkoppelt die Z-Diode vom
> Elko. Sonst *Bumm!*

Wie genau sollte das von Statten gehen? Der Optkoppler ist zum einen mit 
dem falschen Symbol dargestellt. Wenn es ein SFH617A sein soll, gehört 
da ein NPN-Transistor neben die LED. Wenn es ein TRIAC sein soll 
(Symbol), kann es kein SFH617 sein. Es sind zudem keine Elkos erkennbar, 
nur ein paar Kondensatoren, deren Werte auch durch Geldeinsatz mit Folie 
zu bewerkstelligen wären. Der 6,8Ω-Widerstand begrenzt den Strom etwas. 
Viel wichtiger ist der 18kΩ-Widerstand am Gate. Mithin fließen nur 
winzige Dosen Stromes. Erst oberhalb 8,2V (Z-Spannung) wirkt die 
Differenz zur Versorgungsspannung, sagen wir mal 12V-8,2V=3,8V und da 
grätscht nun der 6,8Ω-Widerstand rein (abzgl. der CE-Strecke des 
Optokopplers). Den Strom durch die Z-Diode kann man nun gut ausrechnen.

Statt dieser Lösung mit passiven Bauteilen (Kostenoptimierung) hätte es 
für 12V auch ein Push-Pull-Treiber getan. Meinetwegen auch die günstige 
Variante mit Diodenersatz für den unteren Transistor.

>
> Btw, wie wird denn der MOSFET definiert abgeschaltet?

Durch den 18k gegen GND am Gate. Daher auch die langsame Abschaltzeit, 
das Gate will entladen werden und 18k sind dafür schlecht. Der Push-Pull 
wäre da deutlich freundlicher, bis in den 100kHz-Bereich (abhängig von 
der Gate-Ladung).

von jz23 (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Ähmm. Nein. Bei einer Schaltanwendung mit MOSFET will man sich vom
> Sättigungsbereich nicht nur fernhalten, man will so weit wie möglich in
> den niederohmigen Bereich kommen. Heißt, man macht die Gate-Source
> Spannung so groß wie man kann. Natürlich mit genügend Abstand zum
> erlaubten Maximum. Wenn der MOSFET 20V aushält, kann man den gut und
> gerne mit 12V oder auch 15V ansteuern.

Und wo behaupte ich etwas gegenteiliges?

von Roland S. (roland1302)


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Boris O. schrieb:
> Wie genau sollte das von Statten gehen? Der Optkoppler ist zum einen mit
> dem falschen Symbol dargestellt. Wenn es ein SFH617A sein soll, gehört
> da ein NPN-Transistor neben die LED. Wenn es ein TRIAC sein soll
> (Symbol), kann es kein SFH617 sein. Es sind zudem keine Elkos erkennbar,
> nur ein paar Kondensatoren, deren Werte auch durch Geldeinsatz mit Folie
> zu bewerkstelligen wären. Der 6,8Ω-Widerstand begrenzt den Strom etwas.
> Viel wichtiger ist der 18kΩ-Widerstand am Gate. Mithin fließen nur
> winzige Dosen Stromes. Erst oberhalb 8,2V (Z-Spannung) wirkt die
> Differenz zur Versorgungsspannung, sagen wir mal 12V-8,2V=3,8V und da
> grätscht nun der 6,8Ω-Widerstand rein (abzgl. der CE-Strecke des
> Optokopplers). Den Strom durch die Z-Diode kann man nun gut ausrechnen.


beziehst du dich auf meine Skizze oder den verlinkten Schaltplan? Da 
meine Skizze sicher nicht den professionellen Ansprüchen genügt, hatte 
ich ursprünglich gleich den origrnalen Schaltplan verlinkt.
Da der Optokoppler nicht Teil meiner Frage war, hatte ich nicht lange 
nach dem richtigen Symbol gesucht.

> Statt dieser Lösung mit passiven Bauteilen (Kostenoptimierung) hätte es
> für 12V auch ein Push-Pull-Treiber getan. Meinetwegen auch die günstige
> Variante mit Diodenersatz für den unteren Transistor.

Es gibt sicher viele Wege ans Ziel. Diese Polin Schaltung hat mir 
gefallen, da ich sie als Anfänger leicht nachvollziehen konnte, bis eben 
auf die Z-Diode.
Für mich ist sie auch praktisch interessant, da ich gerade mit solche 
"einfachen" DC Schaltern (ohne relevanter Schaltfrequenz) spiele.
Hast du weitere Infos zu der Push-Pull Treiberschaltung? Da ich sicher 
bald auch mit Schaltfrequenzen spielen werden möchte, sobald ich mal die 
Grundlagen praktisch durchgespielt habe.

von Teo D. (teoderix)


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https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber
Sowas findet man hier in der "Artikelübersicht".

von Herbert (Gast)


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Boris O. schrieb:
> Der 6,8Ω-Widerstand begrenzt den Strom etwas.
> Viel wichtiger ist der 18kΩ-Widerstand am Gate. Mithin fließen nur
> winzige Dosen Stromes. Erst oberhalb 8,2V (Z-Spannung) wirkt die
> Differenz zur Versorgungsspannung, sagen wir mal 12V-8,2V=3,8V und da
> grätscht nun der 6,8Ω-Widerstand rein (abzgl. der CE-Strecke des
> Optokopplers).

Auf welchen Wert wird denn der Strom durch die Z-Diode begrenzt?

von jz23 (Gast)


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Vielleicht noch am Rande: Beim Original wird der Optokoppler verwendet, 
um Ein- und Ausgang galvanisch zu trennen. Bei der Schaltung vom TO ist 
aber auf beiden Seiten vom OK GND. Da stellt sich mir die Frage, wozu 
der OK dient. Man könnte auch einfach einen echten LL MOSFET nehmen und 
direkt ansteuern. Schlechteres Schaltverhalten als mit den 18k Pull-down 
wird das wohl auch nicht.

von Roland1302 (Gast)


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Meine Skizze sollte nur einen einkanaligen Auszug aus dem Pollin 
Schaltplan darstellen.
Linkes GND wäre das Arduino GND das vom rechten GND natürlich getrennt 
sein sollte.
Für die Beantwortung meiner Frage bezüglich Z-Dioden Dimensionierung war 
die Skizze scheinbar ausreichend.
Für alle weiteren Details bitte auf das Original zurückgreifen.

von Roland1302 (Gast)


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Aber wenn man einfache Alternativen sucht, wäre ein BTS711 doch genau 
das Richtige, oder?
Schafft auch 4A, hat 4 Kanälen und bietet einige sinnvolle Optionen.
Im direkten Vergleich zum Pollin Teil faktisch gleich teuer.

von Mikroschritt (Gast)


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Roland1302 schrieb:
> Linkes GND wäre das Arduino GND das vom rechten GND
> natürlich getrennt sein sollte.

"Natürlich" bzw. Fakt ist, was auch im Schaltplan steht...
;-)
Wenn Du möchtest, daß beim Betrachten klar wird, wie Du es
genau meinst, mußt Du die GNDs unterschiedlich benennen
(Text daneben - z.B."AGND" und "GND" würde schon reichen).

Roland1302 schrieb:
> Schafft auch 4A

Dauerhaft 4A schafft der BTS711 nur mit 4 Kanälen parallel.
Was heißt überhaupt "auch"? Auch das Pollin Modul macht
ja keine 4A pro Kanal mit, auch nicht ohmsch.

Roland1302 schrieb:
> Im ... Vergleich zum Pollin Teil faktisch gleich teuer.

Ohne LEDs (wichtig?), aber auch ohne Leiterplatte. Etwas
geringerer erlaubter Strom pro Kanal, ebenfalls miese bis
gar keine Eignung zum Takten, aber (für DC oft vorteilig)
mit HighSide-Schaltern, außerdem gut geschützt.

Roland1302 schrieb:
> Aber wenn man einfache Alternativen sucht,

Es gibt nicht ohne Grund auf die jeweilige Anwendung auch
wirklich angepaßte Lösungen. Das kann schon ganz einfach
nur eine kleine Platine mit FETs (und evtl. auch LEDs und
durch OK getrennt, etc.) sein, aber auch etwas anderes.

Du könntest Dir selbst wohl etwas passenderes machen.

von Mikroschritt (Gast)


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Boris O. schrieb:
> ein Push-Pull-Treiber

Da bin ich bei Dir, auch wegen der dauernden Verluste.

> Diodenersatz für den unteren Transistor.

Was genau meinst Du damit? Bin mir nicht sicher.

von Roland1302 (Gast)


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Mikroschritt schrieb:
> Text daneben - z.B."AGND" und "GND" würde schon reichen).

Danke!
Ich wusste nicht wie man zwei GNDs richtig bezeichnet.

> Es gibt nicht ohne Grund auf die jeweilige Anwendung auch
> wirklich angepaßte Lösungen.
> Du könntest Dir selbst wohl etwas passenderes machen.

Ich habe keinen realen Anwendungsfall. Ich beschäftige mich gerade mit 
MOSFETs als Schalter.  Also im reinen DC Bereich des SOA Diagramms eines 
MOSFETs. Aktuell schalte ich diverse einfache Verbraucher wie 12V 
Halogen Lampen uä. am Steckbrett per Taster. Die maximale Schaltfrequenz 
wird also durch meinen "Finger" definiert ! ;-)
Sobald ich den DC Bereich mal richtig verstanden habe, werde ich mich 
dem nächsten Mosfet Bereich widmen.
Ich habe natürlich einige Ideen im Kopf die ich irgendwann umsetzten 
möchte. Für eine dieser Anwendungen werde ich dann eher etwas wie den 
BTS711 nehmen.

Fürs Verständnis ist vorerst die passive Pollin Schaltung für mich 
optimal.

In den Artikeln hier, habe ich auch schon einiges gelesen. Zb "Relais 
mit Logik ansteuern". Darin wird auch eine Zener Diode besprochen. Dort 
steht
"Deren Zenerspannung darf (knapp) so hoch wie UCEmax sein. ".
Da Pollin z-Diode  weit von Uce-max weg ist, hatte ich hier nachgefragt.
Aus den Antworten schließe ich, dass Pollin einfach "irgendeine" Z-Diode 
genommen hat , die in den Spannungsbereich passt. Ein paar V (eher mehr 
als weniger) wären also genauso möglich gewesen.
Es gibt demnach mehrere Möglichkeiten und nicht nur eine passende Größe.

Die nächste Frage wäre die Dimensionierung des 6.8 Ohm Widerstands und 
der beiden Kondensatoren gewesen.
In vergleichbaren Schaltungen werden oft eher Kerkos als Elkos 
eingesetzt und wenn, dann nur einer bzw zwei unterschiedliche 
Kapazitäten um Störungen/Schwankungen auzugleichen/auszufiltern.
Warum sind hier zwei 100nF Elkos verbaut? Macht das Sinn ( 
wahrscheinlich schon, sonst wären sie nicht verbaut) bzw warum macht das 
Sinn?

Wie würde sich die Pollin Schaltung bezüglich EMV verhalten? Würde so 
eine Schaltung einer ordentlichen EMV CE Prüfung stand halten?
Nicht das ich vor hätte etwas prüfen zu lassen, ich möchte nur gleich 
von Anfang an alle Optionen und Probleme richtig verstehen und beachten.

Vielen Dank für eure Hilfe und Unterstützung beim Lernen!

von Mikroschritt (Gast)


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Roland1302 schrieb:
> Ich habe keinen realen Anwendungsfall.

Ok, Du willst erst lernen - das finde ich sogar gut...

Roland1302 schrieb:
> Ich beschäftige mich gerade mit MOSFETs als Schalter. Also
> im reinen DC Bereich des SOA Diagramms eines MOSFETs.

Oh, nein. Tust Du nicht. Im Schaltbetrieb fließt durchgeschaltet
der Strom (bestimmt durch Betriebsspannung und Last, weil der
kleine R_ON faktisch keinen Einfluß hat), und sperrend liegt die
Betriebsspannung an. Der DC-Bereich der SOA ist aber "dazwischen".
Das sind ganz andere Betriebszustände als ein_ und _aus ...

Vor kurzem verfaßte ich unter anderem Pseudonym folgendes:

Beitrag "Re: MOS-FET: SOA bei DC-Betrieb und Überstromabschaltung"

Das sollte Dir helfen. Schaltbetrieb sind die Linien ganz außen
beim SOA-Diagramm: R_ON schräg links oben, Sperrspannung rechts.

Roland1302 schrieb:
> In den Artikeln hier, habe ich auch schon einiges gelesen. Zb "Relais
> mit Logik ansteuern". Darin wird auch eine Zener Diode besprochen. Dort
> steht
> "Deren Zenerspannung darf (knapp) so hoch wie UCEmax sein. ".
> Da Pollin z-Diode  weit von Uce-max weg ist, hatte ich hier nachgefragt.
> Aus den Antworten schließe ich, dass Pollin einfach "irgendeine" Z-Diode
> genommen hat , die in den Spannungsbereich passt. Ein paar V (eher mehr
> als weniger) wären also genauso möglich gewesen.

Ja, hier eher mehr... bis hin zu 18V bei Standard-FETs.

Die Schaltung von Pollin ist auch eher ein Beispiel für "NICHT!"...
Also nicht für einfach, sondern für schlecht - kein guter Lernstoff.

Wie man Bauteile richtig auswählt und dimensioniert, erfährt man am
besten, wenn man sich bewußt macht, wozu sie genau dienen sollen.
Ohne z.B. FETs verstanden zu haben, ist Suche nach Verständnis einer
Beschaltung drum herum unmöglich. Und erst recht, selbst zu planen.

Wer das lernen will, der muß bei den absoluten Grundlagen beginnen.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Es ist immer wichtig, die richtigen Symbole zu verwenden. Symbol im 
allgemeinen und im speziellen. Schaltpläne stellen eine formale Sprache 
dar. Wenn du das falsche Symbol und/ oder die falsche Beschriftung 
wählst, kann man den gesamten Schaltplan nicht mehr fehlerfrei 
untersuchen. Es ist nicht klar, wo du dich evtl. noch geirrt hast. (Die 
formale Sprache ist generell kontextfrei, kurzum: da steht nicht was du 
meinst, sondern nur was du formal notieren konntest.) Stelle ich also 
fest: Optokoppler SFH617A, Diode-npn-Transistor.

Auf welchen Strom begrenzt wird, schaust du dir bitte selbst an. Das 
Rechenbeispiel zum Shunt-Regler (mit Z-Diode, entweder hier in den 
Artikeln oder beim Elektronik-Kompendium.de) habe ich schon fast fertig 
skizziert. Du musst nur die Spannungen bis VCC stapeln und weißt 
folglich, wieviel Spannung über den Widerstand abfallen müsste, um die 
Z-Spannung herzustellen.

Bzgl. des MOSFET-Treibers war ich auf dem falschen Dampfer, nicht der 
untere (pnp), der obere Transistor (npn) wird durch eine Diode ersetzt. 
Aber das ist Expertenmodus, wenn Ein- und Ausschaltverhalten verändert 
werden sollen. Oft will man einen (Low-Side-) MOSFET nicht so schnell 
einschalten, aber schnell ausschalten (Dead Time). Dieser Schaltung geht 
es aber nicht um zuverlässiges/ nachvollziehbares Ein-/ 
Ausschaltverhalten, weswegen sich der Expertenteil erübrigt.

Ein kleiner Tipp am Rande: Manchmal verstecken Experten Humor auch in 
formalen Sprachen. Die 8V2-Z-Diode halte ich für Humor, da der Ingenieur 
eine Woche lang Cent-Beträge einsparen musste, um ein aktives Bauteil 
weniger zu haben.

von Herbert (Gast)


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Boris O. schrieb:
> Auf welchen Strom begrenzt wird, schaust du dir bitte selbst an. Das
> Rechenbeispiel zum Shunt-Regler (mit Z-Diode, entweder hier in den
> Artikeln oder beim Elektronik-Kompendium.de) habe ich schon fast fertig
> skizziert. Du musst nur die Spannungen bis VCC stapeln und weißt
> folglich, wieviel Spannung über den Widerstand abfallen müsste, um die
> Z-Spannung herzustellen.

Und du hast immer noch nicht kapiert, wie der Optokoppler funktioniert.

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