Hallo, ich habe einen Levelshifter mit BSS138. LV-Seite 3.3V, HV-Seite 5V Die Pullup-Widerstände sind 5,6kOhm. Testweise habe ich an die HV-Seite nun eine blaue LED angeschlossen. Sie leuchtet nur sehr schwach und ich messe 3.05V an der HV-Seite. Wenn ich die LED wegnehme, messe ich die erwarteten 5V. Warum ist das so? Kann man einen Levelshifter mit BSS138 nicht belasten (hohe Impedanz am Ausgang)?
Hugo schrieb: > Warum ist das so? Weil der pull up so hochohmig ist ? Lern halt, wie MOSFETs grundsätzlich funktionieren, dann braucht man auch keine 'level shifter' Fertigplatinen mehr um eine LED anzusteuern, sondern kann die rohen Bauteile verwenden. Und lernt bei der Gelegenheit auch gleich noch warum eine LED einen Vorwiderstand benötigt. "Elementare Elektronik", "Bauelemente", "Grundschaltungen", Vogel-Verlag.
Hugo schrieb: > Warum ist das so? Das liegt am Ohmschen Gesetz. Der Strom, der durch die LED fließt, muss vermutlich auch durch den Widerstand und erzeugt dort eine Spannungsabfall. Simuliere deine Schaltung einfach einmal mit LTSpice. Dann siehst du, wo die Spannung bleibt. Oder du misst an deiner Schaltung nach.
Ich nutze die rohen Bauteile, es handelt sich um eine selbst gefertigte Leiterplatte. Letztlich soll am Ausgang eine PWM gesteuerte Pumpe angeschlossen werden. Die LED ist nur ein Test, weil der Optokoppler-Eingang der Pumpe auch aus einer LED besteht. Kann ich die Pullups auch kleiner wählen? Funktioniert der Levelshifter dann noch?
Hugo schrieb: > dann muss ich die Schaltung wohl umstellen auf einen Standard-Transistor > bspw BC846, Danke Das kommt drauf an, welchen Zweck die Schaltung erfüllen soll.
Warum einen Levelshifter, wenn du danach noch einen Optokoppler zur galvanischen Trennung benutzt? Könnte dein Ausgang die LED des Optokopplers nicht direkt ansteuern? Wenn man den Vorwiderstand des Optokopplers entsprechend anpasst, sollte man den auch mit 3,3V ansteuern können. Ausnahme: Ausgangsstrom ist zu gering für die LED des Optokopplers. Dafür müsste man aber genauer wissen was du vor hast (wie sieht dein Ausgang aus und welcher Optokoppler wird verwendet).
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Du musst den Mosfet nur richtig benutzen. Die Level-Shifter Schaltung dient ja dazu, ein Datensignal in beide Richtungen zwischen zwei Spannungen zu ermöglichen. Für dich wäre der Suchbegriff "Mosfet als Schalter" das richtige. Dann findest du sowas wie das angehängte Bild.
Michael H. schrieb: > Warum einen Levelshifter, wenn du danach noch einen Optokoppler zur > galvanischen Trennung benutzt? Könnte dein Ausgang die LED des > Optokopplers nicht direkt ansteuern? Diese Schaltung soll angesteuert werden: Seite 8: https://docplayer.org/8719211-Grundfos-datenheft-upm2-upm-geo-upm2k-umwaelzpumpen-50-60-hz.html Ich hatte vermutlich einen Denkfehler. Es gibt einen Spannungsabfall wie oben beschrieben - Danke!!
Hugo schrieb: > Die LED ist nur ein Test, weil der Optokoppler-Eingang der Pumpe > auch aus einer LED besteht. Gut, dass wir das nebenbei dann doch erfahren. Was hat eine blaue LED mit der IR-LED eines Optokopplers zu tun? In der V_f ist das ein Unterschied von fast einem Faktor 3. Wieviel Strom muss in deiner Anwendung durch die LED des Optokopplers fließen? Was wird gesteuert, welcher Typ von Optokoppler? Paul F. schrieb: > Dann findest du sowas wie das angehängte Bild. Was sollen hier jetzt Glühbirne und Freilaufdiode. Das hat doch wirklich nichts mit der Anwendung des TO zu tun.
Er will grundsätzlich wissen wie man einen Mosfet als Schaltet benutzt. Das er das nicht braucht um einen Optokoppler anzusteuern ist doch was anderes. Um seine LED anzusteuern ist das die richtige Schaltung. Das er für eine LED keine Freilaufdiode braucht ist ein anderes Thema, es ging um das Prinzip der Schaltung, den Rest kann er sich mit dem richtigen Suchbegriff anlesen.
Wolfgang schrieb: > Das hat doch wirklich > nichts mit der Anwendung des TO zu tun Er hat ja geantwortet, bevor ich offenlegte, was ich vorhabe :) Aber prinzipiell passt seine Schaltung. Anstelle der Glühlampe wird dort die Optokoppler-LED der Pumpe angeschlossen. Ich überlege noch, ob ich einen Transistor (BC846) oder einen MOSFET (BSS138) nehme. Gedanken dazu?
Paul F. schrieb: > keine Freilaufdiode Ja, brauche ich nicht, weil in diesem Fall (LED) keine induktive Last geschaltet wird und somit keine invertierten Spannungsspitzen auftreten können.
Hugo schrieb: > ob ich einen Transistor (BC846) oder einen MOSFET > (BSS138) nehme. Gedanken dazu? Der bipolare ist ESD unempfindlich.... Das wars auch schon. :)
Hugo schrieb: > Anstelle der Glühlampe wird dort die Optokoppler-LED > der Pumpe angeschlossen. Von den Eigenschaften der LED des Optokopplers merkst du bei der Ansteuerung nicht viel, weil in der Pumpe noch die KSQ drin sitzt.
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Wolfgang schrieb: > Glühbirne und Freilaufdiode Schon diese Kombination setzt ein deutliches Ausrufezeichen. Hugo schrieb: > ich habe einen Levelshifter mit BSS138. Hugo schrieb: > Diese Schaltung soll angesteuert werden: > Umwälzpumpe mit PWM-Eingang Du brauchst einen Highside-Schalter, denn Ein- und Ausgang der Pumpe haben eine gemeinsame Masse namens "Signalbezugspunkt". Alternativ ginge auch ein Pullup für high-Pegel, und ein Transistor/FET, der den PWM-Eingang auf der Signalbezugspunkt und damit "low" zieht. Also einfach uC ans Gate, Pullup mit 470R zwischen 5V und PWM-Eingang, LL-N-Kanal vom PWM-Eingang (Drain) nach Signalbezugspunkt (Source), und latürnich GND mit dem Signalbezugspunkt verbinden.
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Hugo schrieb: > Er hat ja geantwortet, bevor ich offenlegte, was ich vorhabe :) Guter Trick, den Thread in die Länge zu ziehen - bisher 13 eigentlich überflüssige Postings, weil du es nicht fertig bringst, gleich alle Karten auf den Tisch zu legen. Bei der Lösung deines Problems könnte man einen weiteren Schritt voran kommen, wenn du als nächste Salamischeibe verraten würdest, womit du deine Heizungspumpe steuern willst.
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Ich werde es jetzt so lösen. Danke an alle. Highside war nochmal ein guter Hinweis.
Hugo schrieb: > Ich werde es jetzt so lösen. Ein 19A-FET für 10mA LED-Strom ist eine Ansage. Damit liegst du auf der sicheren Seite. Die 10mA wirst du trotz gerade mal 5V Ansteuerung sogar halbwegs schalten können - wenn du Glück hast und der FET in seinen Fertigungstoleranzen nicht zu weit vom typischen Exemplar abweicht. Besser wäre es, für Q7 einen kleineren Logic-Level FET zu verwenden.
Hugo schrieb: > Ich werde es jetzt so lösen Ja, nennt sich "technischer Overkill". Ich würde wie gesagt den uC direkt ans Gate vom Q6 anschließen, den R15 zum 470 Ohm machen und den Eingang der Pumpe statt dem Gate des Q7 anklemmen. Fazit: 2 Bauteile statt 5. Oder warum meinst du, in deiner Anwendung den R14 und den R13 zu brauchen?
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Hugo schrieb: > Ich werde es jetzt so lösen Ein IRF9540 leitet mit 5V nicht ganz (sondern ist unter 4V eventuell sogar ganz gesperrt), der RDS(on) ist erst für 10V angegeben. Auch bei BSS138 ist RDS(on) erst für 4.5V angegeben, bei 3.3V fliesst vielleicht nur 1mA, was bei 3k3 an 5V vielleicht nur für 3.3V am IFR9540 führt. Wolfgang schrieb: > Ein 19A-FET für 10mA LED-Strom ist eine Ansage. Ich befürchte, er hat größeres vor: Hugo schrieb: > Letztlich soll am Ausgang eine PWM gesteuerte Pumpe angeschlossen > werden. Ob die Pumpe nun 10mA Steuerstrom, oder 1A oder 100A Anlaufstrom braucht, wird man aber erst nach 22 weiteren Salamischeiben oder nie erfahren.
Fritzel schrieb: > Den IRF9540 wirst du mit 5V nicht voll aufbekommen... Für 10mA ist das auch nicht nötig ;-)
MaWin schrieb: > Ob die Pumpe nun 10mA Steuerstrom, oder 1A oder 100A Anlaufstrom > braucht, wird man aber erst nach 22 weiteren Salamischeiben oder nie > erfahren. Hugo schrieb: > Seite 8: > https://docplayer.org/8719211-Grundfos-datenheft-upm2-upm-geo-upm2k-umwaelzpumpen-50-60-hz.html
Hugo schrieb: > Ich werde es jetzt so lösen. Warum so aufwändig? Optokoppler kannst du direkt mit dem Mikrocontroller ansteuern.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Optokoppler kannst du direkt mit dem Mikrocontroller ansteuern. Nicht, wenn mindestens 4V benötigt werden und der uC mit 3V3 versorgt ist....
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Welchen tieferen Sinn mag wohl der Widerstand parallel zur LED haben?
Wolfgang schrieb: > Welchen tieferen Sinn mag wohl der Widerstand parallel zur LED haben? Er soll wohl verhindern, dass die LED schon bei geringen Stromstärken leuchtet.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Er soll wohl verhindern, dass die LED schon bei geringen Stromstärken > leuchtet. Bis zu einer Spannung von 3.7V ist da nichts mit "geringer Stromstärke" (<100nA). Und selbst falls die LED mit 100µA daher funzelt, dürfte das den Phototransistor im OC nicht sonderlich interessieren - soll sie doch.
Ich habe ein ähnliches Problem, kenne mich aber nicht wirklich aus (bin reiner Softwerker). Welche guten Lösungsmöglichkeiten gibt es, um ca. 500mA mit einem Highside mittels 3.3V zu schalten?
Max ohne Moritz schrieb: > Welche guten Lösungsmöglichkeiten gibt es, um ca. 500mA ... Meinst du wirklich, dass diese Frage in einem Thread, dessen Titel einen MOSFET nennt, der gerade mal 200mA schalten kann, dazu noch dîe falsche Polarität besitzt und in wie sich herausstellt, nur 10mA schalten soll, irgendwie zielführend ist?
Max ohne Moritz schrieb: > Welche guten Lösungsmöglichkeiten gibt es, um ca. 500mA mit einem > Highside mittels 3.3V zu schalten? http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf Kapitel 2.2 und 3.4
Max ohne Moritz schrieb: > Welche guten Lösungsmöglichkeiten gibt es, um ca. 500mA mit einem > Highside mittels 3.3V zu schalten? Kommt immer auch die zu schaltende Spannung an, über die du NATÜRLICH nichts geschrieben hast, aber smart high side switches sind immer nützlich, bei den 5V um die es hier geht so was wie https://www.mouser.de/ProductDetail/Microchip-Technology-Micrel/MIC94065YC6-TR oder FPF1003A oder sonst einer der dutzenden anderer Hersteller.
Hugo schrieb: > ich habe einen Levelshifter mit BSS138. Wenn Du I2C-Levelshifter meinst, die sind für max 3mA ausgelegt und auch nur als Low-Strom.
Hier die Holzhammermethode:
1 | +5V ------o-------o----- |
2 | | | |
3 | 2k2 | |
4 | | |< |
5 | o-----| |
6 | | |\ |
7 | 10k '------- PWM-Eingang |
8 | | |
9 | µC ------' 5V/0V |
10 | 0V/3V3 |
11 | GND ---------------------- Signalbezugspunkt |
Einen Versuch wärs wert... ;-) Max ohne Moritz schrieb: > Ich habe ein ähnliches Problem Eigentlich nicht. Für eine neues Problem dann bitte einen neuen Thread. Und dazu gleich die fehlenden Angaben, was du schalten willst und welche Spannung und welchen Strom das Ding braucht. Ansonsten wurde das Wort "Highside-Schalter" fürs eigenständige googeln schon genannt.
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Als elegante Lösung wäre ein Gate-Driver wie z.B. der UCC27517A o.ä. zu empfehlen. Damit klappt das PWM Signal sicher. Hab dies über 1000x erfolgreich für verschiedene Heizungspumpen im Einsatz.
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Nach reichlich Kritik an meiner zuletzt vorgeschlagenen Möglichkeit würde ich es nun so machen wollen. Was meint ihr?
Hugo schrieb: > Was meint ihr? Sehr gut. 👍 Je nach Belastung am Ausgang, kann der R18 noch auf 2k2 bis 4k7 vergrößert werden.
Belastung am Ausgang ist max 10mA Davon ausgehend bisher nur geschätzt: Stromverstärkung Q6 geschätzt 20 Strom durch R18, wenn Q5 auf ist: ca. 4.7mA --> max 94mA an PWM_OUT, somit ist Q6 sehr sicher durchgesteuert für diese Anwendung
MaWin schrieb: > Auch bei BSS138 ist RDS(on) erst für 4.5V angegeben, ... Löse dich einfach mal davon, dass die Kennlinie eines FET durch einen einzigen Punkt aus den Quick Reference Daten beschrieben wird. Oder meinst du, dass die im Datenblatt angegebene Ausgangskennlinie des BBS138 völlig aus der Luft gegriffen ist. Eine V_GS von 4.5V ist in der Kurvenschar z.T. nicht einmal enthalten (z.B. Nexperia). Quick Reference Data ist wie ein Werbespot im Fernsehen. Wenn ein niedriger R_DS_on beworben werden soll, wird aus der Kennlinienschar natürlich eine besonders steile Kurve herausgegriffen und die hat man nun mal bei hoher U_GS.
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