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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor zum Schalten von 1 A / 12 V gesucht


Autor: Markus Tewes (Gast)
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Hallo,

ich suche suche einen Transistor, mit dem mich mit einem ATmega8 ich
eine Heizfolie (1 A  12 V  12 W) mit einem ATmega8 schalten kann.

Mit einen BD140/BD139 sollte das Schalten von 1A ja möglich sein,
jedoch ist der BE-Strom relativ hoch. MOS Transistoren kommen, wenn ich
das richtig verstanden habe, aufgrund der relativ hohen GS-Spannung
nicht in Frage, da ich ihn ja möglichst voll aussteuern will.

Leider kenne ich mich überhaupt nicht mit verschiedenen Transistortypen
aus.

Hat jemand eine Idee, wie ich das am besten machen könnte?

MfG
Markus

Autor: Sascha Pypke (Gast)
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Hallo Markus,
nimm doch einen Logic Mosfet.
Z.B. BUK100-50GL oder IRLL014N die brauchen zumindest keinen
Basisstrom.
Und nicht vergessen von dem Gate zum Kontroller 100 Ohm und vom Gate
10KOhm nach Masse Pulldown. Denn wenn der Kontroller auf Reset steht
und der Eingang des Mosfets driftet kann er durch die Verlustleistung
kaput gehen.

Mit Transistoren müsstest du einen Darlington nehmen (NPN) und einen
Vorwiderstand mit 680Ohm. Z.B. TIP120

Die Mosfet Variante ist aber immer besser, da die Verlustleistung (also
Wärmeentwicklung) geringer ausfällt.

Gruß Sascha

Autor: nicky (Gast)
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hallo,

dann gck doch mal nach logik level mosfets!

und wenn du nicht alt zu oft schaltest, was bei ner heizung nicht der
fall sein sollte, kannst die mit nen kleinen R direkt an den µC
hängen.

den r aber nicht vergessen, weil der strom (je ach fet) durch seine
gategapazität sehr viel höher sin könnte als der µC verträgt. dann
lieber mit R die schaltflanke schwächen oder zusätzlichen treiber
nehemen.

guck mal irl540 oder ähnlich, gibt auch noch in kleiner, so großen
strom braucht du ja nicht

mfg

Autor: crazy horse (Gast)
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IRF7455 setz ich für sowas ein, klein, billig, gut.

Autor: Markus Tewes (Gast)
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> den r aber nicht vergessen, weil der strom (je ach fet) durch seine
> gategapazität sehr viel höher sin könnte als der µC verträgt. dann
> lieber mit R die schaltflanke schwächen oder zusätzlichen treiber
> nehemen.

Stimmt... die Kapazität hab ich vergessen. Die ATmega sollten aber den
Ausgangsstrom begrenzen und nicht kaputt gehen...

Ich dachte auch, dass ein MOS-Transistor die bessere Wahl wäre, habe
aber gelesen, dass diese eine relativ hohe Gate Spannung benötigen
würden. Ich schau mir die vorgeschlagenen Transistoren gleich mal an.

> und wenn du nicht alt zu oft schaltest, was bei ner heizung nicht
> der fall sein sollte, kannst die mit nen kleinen R direkt an den µC
> hängen.

Ich hatte zuerst überlegt, ob ich die Heizungstemperatur per
PID-Algorithmus per PWM relegn lasse. Dann hättte ich sie häufig
schalten müssen. Ich denke aber, dass das im Endeffekt unsinn ist, weil
es nicht so sehr auf Temperaturstabilität ankommt.

Autor: Sonic (Gast)
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Ich würde einen Blick ins Datenblatt des MOSFET werfen, da auch die
Logikkompatiblen bei 5V Gatespannung nicht den angegebenen Maximalstrom
beherrschen. Bei PWM (wie oben gesagt) ist der Ausgang des µC definitv
tot. Bei direkter Anschaltung der Gate enstehen Stromspitzen bis 80mA!
Schon deshalb und um den MOSFET ganz durchzuschalten (höhere
Gatespannung) würde ich einen Treiber vorschalten.

Autor: crazy horse (Gast)
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Du bist ja ein ganz Schlauer - wirf du doch mal einen Blick ins
Datenblatt moderner Fets.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7455.pdf
100A bei 3,2V Ugs Pulsbelastung
Auch interessant: Fig.13
Das Diagramm hört bei Ugs 4,5V auf, Rdson von ca. 0,0065R, in Worten
6,5mR. Das ganze im läppischen SO8.
Und hier gehts um mickrige 1A, welche ab und zu eingeschaltet werden.
Was willst du mit einem Gate-Treiber?

Autor: Philipp (Gast)
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Ich hatte auch mal einen FET (waren sogar 2 parallel an dem Mega8. Da
ist nix kaputtgegangen auf dem Oszi sieht es dann nur nicht mehr sehr
rechteckig aus sondern man sieht das aufladen am Anfang. Trotzdem
sollte man das natürlich so nciht machen, wollte nur sagen, dass auch
nach einigen Stunden nichts kaputtgegangen ist. Was es für FETs waren
weiß ich nicht mehr genau. SK 2049 oder so aus einer alten USV waren
zumindest im TO-220.

Gruß Philipp

Autor: Markus Tewes (Gast)
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Ich denke ich werde kein PWM nutzen, wobei hier die Kapazität auch nicht
besonders stören sollte. Die PWM-Frequenz muss bei einer Heizfolie
sowieso nur wenige Hz betragen.

Ich denke ich werde einen IRL1004 benutzen, da ich bei Reichelt
bestellen wollte und keinen der vorgeschlagenen
Logik-Level-Transistoren gefunden habe. Die Bezeichnungen haben mir
aber sehr weiter geholfen ;)

Wenn ich das Richtig verstanden habe, habe ich eine Kapazität von 5-6
uF, die ich sicherlich durch einen Widerstand ausgleichen kann. Dann
muss ich wohl gleich nochmal durchrechnen, welche größe ich da benötige
und wie sich da die Einschaltzeit verändert. Zumindest DS-Widerstand
(wenn ich das Datenblatt beim Überflogen richtig verstanden habe) bei
4,5 V GS grade mal 0,25 Ohm betragen. Das sollte für meine Anwendung
mehr als ausreichen. Dann werde ich wohl mal das Einschaltverhalten
durchrechnen.

Ich hoffe, ich habe das alles soweit richtig verstanden ;). Ich habe
wie gesagt noch nicht so häufig mit Transistoren gearbeitet.

Vielen Dank,

Markus

Autor: nicky (Gast)
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du kannst mit dem r nicht die kapazität ausgleichen, du reduzierst nur
den maximalen ladestrom. (t=0)
durch die kombi aus R und C entsteht ein tiefpass, was bedeutet, dass
der transistor nicht schaltet, sondern "langsam" leitend wird. mit
langsam meine ich langsamer als ohne R! und in dieser Phase, wo sich
die gatekapazität läde und der trans nicht vollständig geschaltet ist,
entsteht mehr wärme, weil sein R überm kanal da noch größer ist.

deshalb, war auch dr hinweis mit der pwm und schnellem schalten. selbst
wenn du den 3 mal pro sekunde schaltest sollte das noch unkritisch sein.
aber im kHz oder MHz - bereich wirds kritisch. wie schon gesagt, für ne
heizfolie, die sowas von träge ist, spielen solche freuqeunzen keine
rolle. es sei denn du willst auch halbwarm ;-) einstellen können.

die gatekapazität, steht im datenblatt und sollte weit unter dem µF
bereich liegen. ich denk mal eher wenige nanos

Autor: Markus Tewes (Gast)
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ähm... sorry... klar... ich meine nicht uF, sonder nF...

Die Liegt bei um die 5600 pF, also etwa 5-6 nF. Hält ja nicht ganz so
genau ;).

Ich will auch nicht die Kapazität ausgleichen, sondern wie du schon
gesagt hast, den Ladestrom regeln. Da die Kapazität ja voll Sperrt,
wenn sie geladen ist, sollte ich auch kein Problem mit der maximalen
Schaltspannung haben. Das Problem ist eher, dass bei meiner DGL mal
wieder ganz komische Werte für die Ladezeit raus kommen.

Ich schau mir das heute Abend noch mal an, aber ich denke, dass man
auch einige male pro Sekunde schalten kann.

Ich muss auch nochmal genau ausrechnen, welchen Widerstand ich denn nun
an den Ausgang hängen muss. Ich denke, 100 Ohm werden zu knapp sein,
weil dann immernoch kurzzeitig ein relativ hoher Strom anliegt, wobei
ich mir da nicht ganz sicher bin, wie hoch der Innenwiederstand des
ATmega Ausgangs.

Vielen Dank nochmal.

Autor: n/a (Gast)
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Auch wenn es jetzt sicher wieder großes Geschrei geben wird; Für einen
einmaligen kurzen Impuls (schön schwammig formuliert) setze ich bei
Bedarf auch den doppelten "maximalen DC-Strom laut Datenblatt" an.
Man sollte auch bedenken, dass die Ausgangspin-FETs einen nicht
verschwindenden Widerstand haben und so den Strom begrenzen. Direktes
(einmaliges) Laden eines 1nF-Kondensators mit Ausgangspin würde ich
auch noch als unkritisch betrachten. Die Gate-Kapazität von vielen
Logic-Level-Mosfets liegt AFAIK darunter.
Den 100 Ohm Serienwiderstand hätte ich übrigens auch empfohlen.
unkritisch an.

Autor: Markus Tewes (Gast)
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Okay... ich habe nun einen IRL540N als Transistor bestellt.

MfG
Markus

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