Hallo Forum, eine frohes und gesundes Neues Jahr... Trotz Suche und verschiedener ähnlicher Beiträge bin ich noch nicht schlauer bzw. fündig geworden: Ich möchte einen PWM-Dimmer für eine 12V-LED bauen (gähn, ich weiß :-) )und muss leider einen P-Kanal-Mosfet verwenden, weil die LEDs im Wohnmobil bereits alle fest an Masse verdrahtet sind. Alle kommerziellen Dimmer dimmen entweder Masse (N-Kanal) oder sind trotz Aufbau mit Atmel o.ä. recht dumm (speichern NICHT den letzten Helligkeitswert etc.). Die Software ist fertig und auf dem Steckbrett funktioniert alles mit dem Arduino Nano perfekt, solange die Last klein ist. Angehängt der wesentliche Teil der Schaltung. Wegen der anderen Ansteuerung eines P-Kanal-Mosfets habe ich gedacht, mir die Arbeit mit einem Treiber (MCP14E6) zu vereinfachen. Dieser invertiert gleich das Signal und soll für die Ansteuerung sorgen. Wenn ich der Schaltung jedoch den Zielstrom von ca. 2A abverlange, zerstöre ich irgendwann den Treiber thermisch.. Warum? Der MCP verträgt laut Datenblatt bis +18V. ??? Ich habe in Analogtechnik nur ein gefährliches Halbwissen und wollte mir durch den Treiber entsprechende Widerstände und deren Berechnung ersparen. Eine Referenzschaltung für den MCP und P-Kanal-Mosfet am Arduino finde ich leider nicht. Hat jemand so etwas in der Schublade "rumliegen"? Gruß an Alle Peter
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Peter schrieb: > auf dem Steckbrett funktioniert alles Peter schrieb: > Wenn ich der Schaltung jedoch den Zielstrom von ca. 2A abverlange Das geht nicht auf einem Steckbrett. Da bekommst du zu viel Spannungsabfall auf den Versorgungsleitungen, insbesondere GND. Das IC bekommt dann aus seiner Sicht negative Eingangssignale, die außerhalb der maximum ratings liegen.
Wichtig sind nicht die Spannungen sondern die Stroeme. Du musst deinen Transistor passend zu deiner geheimen PWM-Frequenz schnell genug schalten. Olaf
Hi Olaf, da ich die PWM-Frequenz nicht ändere, sollte die noch 490Hz betragen. Ich dachte, dass ich damit den Transistor noch nicht überfordere...
Hi Steve, dass könnte natürlich sein, da die Steckbrett-Leitungen recht dünn sind. Ich baue die Schaltung mal "anständig auf" Danke Dir...
Peter schrieb: > und auf dem Steckbrett funktioniert alles mit dem Arduino Nano perfekt, > solange die Last klein ist. Verlöte den P-Mosfet außerhalb des Steckbretts mit der 2A Last.
Peter schrieb: > Wegen der anderen Ansteuerung eines P-Kanal-Mosfets habe ich gedacht, > mir die Arbeit mit einem Treiber (MCP14E6) zu vereinfachen. Dieser > invertiert gleich das Signal und soll für die Ansteuerung sorgen. Ist OK. > Wenn ich der Schaltung jedoch den Zielstrom von ca. 2A abverlange, > zerstöre ich irgendwann den Treiber thermisch.. Warum? Was heißt denn "irgendwann"? Nach 10s oder 10min? > Der MCP verträgt > laut Datenblatt bis +18V. ??? Tut er auch. Aber im KFZ-Bordnetz geht's rund, da gibt es viel böse Störquellen. Darum braucht man bei einer Versorgung aus dem Bordnetz relativ viel Schutz- und Filterschaltungen. Außerdem fehlen in deiner Schaltung noch die üblichen Entkoppelkondensatoren. Als Minimalschutz empfiehlt sich eine 12V TVS Diode ala P6KE12A am 12V Eingang der Stromversorgung.
Du könntest hier im Forum mal nach p-Kanal suchen. Eigentlich beantwortet dir jeder Thread deine Frage, wie du einen P-Kanal ansteuerst. So wie du oben nämlich nicht.
Peter schrieb: > 490Hz Peter schrieb: > Zielstrom von ca. 2A Dafür ist ein solcher Gatetreiber völlig übertrieben, es reicht Pullup und NPN oder n-MOS.
@Michael M.: vielen Dank, probiere ich. @Falk B.: Den Treiber kann man bereits nach 10s nicht mehr anfassen. Dann habe ich bisher imm abgeschaltet, da ich nur eine begrenzte Anzahl "Ersatz" habe :-) Dieses Verhalten tritt auch beim Labornetzteil auf. Aber den Leistungsteil werde ich mal außerhalb des Steckbretts verlöten... Später in Kfz plane ich noch einen Spannungsregler und Entstörkondensatoren ein. Danke für den Tipp mit der Diode.
Peter schrieb: > Der MCP verträgt laut Datenblatt bis +18V. ??? Man nimmt die Abslute Maximum Ratings nicht zur Schaltungsauslegeung, sondern man sieht zu, dass man möglichst weit davon weg bleibt. > Wenn ich der Schaltung jedoch den Zielstrom von ca. 2A abverlange Fließen diese 2A über das Steckbrett? Kannst du mal ein Foto vom Aufbau machen? > weil die LEDs im Wohnmobil bereits alle fest an Masse verdrahtet sind. Nimm einen fertigen Automotive-Highside-Switch. Der kann das alles, was man im Auto so können und aushalten muss. Falk B. schrieb: > Als Minimalschutz empfiehlt sich eine 12V TVS Diode ala P6KE12A am 12V > Eingang der Stromversorgung. Und eigentlich noch eine Sicherung davor. Denn die TVS-Diode allein ist nur die halbe Stulle.
H. H. schrieb: > Peter schrieb: >> Zielstrom von ca. 2A > > Dafür ist ein solcher Gatetreiber völlig übertrieben, es reicht Pullup > und NPN oder n-MOS. Er meint wohl eher den Laststrom, den der MOSFET schaltet.
Peter schrieb: > @Falk B.: Den Treiber kann man bereits nach 10s nicht mehr anfassen. > Dann habe ich bisher imm abgeschaltet, da ich nur eine begrenzte Anzahl > "Ersatz" habe :-) Der Treiber darf keine Sekunde heiß werden, bei 490 Hz nicht mal lauwarm. Vermutlich hast du einen Fehler im Schaltungsaufbau. Teste mal ohne den MOSFET nur den Treiber.
Peter schrieb: > Wenn ich der Schaltung Du hast entgegen dieser dargestellten fragmentierten "Schaltung" die Masse vom Andruiden aber schon mit der Masse des Treibers verbunden? Oder wird der Arduino vom USB versorgt und die Masseverbindung zum Treiber läuft irgendwie über das E-Werk?
Falk B. schrieb: > H. H. schrieb: >> Peter schrieb: >>> Zielstrom von ca. 2A >> >> Dafür ist ein solcher Gatetreiber völlig übertrieben, es reicht Pullup >> und NPN oder n-MOS. > > Er meint wohl eher den Laststrom, den der MOSFET schaltet. Ich auch.
Falk B. schrieb: > Als Minimalschutz empfiehlt sich eine 12V TVS Diode ala P6KE12A am 12V > Eingang der Stromversorgung. Und was redest du dann von Kfz-Bordnetz? Bei den Tests für 12V-Kfz-Komponenten gehen die Testanforderungen je nach Kfz-Hersteller bis 27V - nicht nur für ein paar Mikrosekunden. Da werden dir deine albernen 12V-TVS-Dioden schön was husten.
Wolfgang schrieb: > Testanforderungen Aber höchstens noch dabei. Die neueren Kfz gehen nicht mehr so hoch. Ganz neue Kfz. habe ich noch nicht diesbezüglich in den Fingern gehabt, aber auch da gehe ich davon aus, dass das nicht der Fall ist (Bei Start-Stopp weiß ich das nicht). Denke diese Vorschriften sind schon ein wenig überholt.
@All: Danke soweit für die vielen Hinweise. Ja, die Massen des Arduinos und die des Treibers waren und sind verbunden. Der Treiber nur mit Vcc und Gnd beschaltet wird schon heiß. Der ist hin. Ich habe mittlerweile mein Steckbrett im Verdacht. An der Stelle war das Steckbrett schon gelb. Also habe ich einen neuen MCP-Treiber an eine neue Stelle gepflanzt. Der bleibt auch im Betrieb kalt! Nach und nach alles in Betrieb genommen und auch den Arduino mit 10V in Betrieb genommen. Alles hängt jetzt am Netzteil, der Arduino nicht mehr über USB. Zum Test eine kleine LED dran und zur Simulation der Last eine programmierbare Last, aktuell auf 0,5A eingestellt. Jetzt wird nur noch der Mosfet warm, wenn das Licht dunkel gedimmt ist. Bei 100% Helligkeit bleibt auch der Mosfet kalt. Das war zu erwarten. Jetzt erst mal einen Kühlkörper dran... Schönen Abend Peter PS: Das mit dem Automotive High-Side-Switch kam mir auch schon in den Sinn. Ich finde nur keine fertige Beispielschaltung. Wie gesagt: Nachbauen, ein bisschen Software ja, aber Analog-Technik selbst ausdenken - lieber nicht :-)
Peter schrieb: > Nach und nach alles in Betrieb genommen und auch den Arduino mit 10V in > Betrieb genommen. Wie warm wird dessen Spannungsreglerchen? Wieso eigentlich 10 Volt, Deine Last soll doch 12 V bekommen? > Zum Test eine kleine LED dran und zur Simulation der Last eine > programmierbare Last, aktuell auf 0,5A eingestellt. Jetzt wird nur noch > der Mosfet warm, wenn das Licht dunkel gedimmt ist. Bei 100% Helligkeit > bleibt auch der Mosfet kalt. Das war zu erwarten. Jetzt erst mal einen > Kühlkörper dran... Der IRF9540 müsste bei 2 Ampere Dauerstrich rund 0,5 Watt verheizen und etwa 55°C erreichen. Es gibt modernere FETs mit weniger Kanalwiderstand, die ohne Kühlkörper laufen könnten.
Hallo Manfred, hast Du mal einen Tipp für einen P-Kanal Mosfet, der ohne Kühlkörper auskommt? Danke und Gruß Peter
Peter Brickwede schrieb: > hast Du mal einen Tipp für einen P-Kanal Mosfet, der ohne Kühlkörper > auskommt? Der IRF9540N kommt ohne KK aus.
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Peter schrieb: > Ich finde nur keine fertige Beispielschaltung. Schau doch mal auf die ersten Seiten des Datenblatts. > Wie gesagt: Nachbauen, ein bisschen Software ja, > aber Analog-Technik selbst ausdenken "Analog" ist an so einem Schalter so gut wie gar nichts. Da ist deine Mosfet-Schaltung wesentlich mehr analog. Und so ein Smartswitch hat eben die nötigsten Schutzfunktionen (Kurzschluss, Überstrom, Übertemperatur) schon eingebaut.
@Lolthar, danke für den Tipp. Sieht ja prima aus. Ich glaube, ich versuche es mal mit dem ITS428L2 aus der Serie. 1,3A nominal könnte schon ein wenig knapp werden. Dann kann ich gleich einen "ordentlichen" Dimmer bauen. Der sollte aufgrund der Schaltzeiten ja auch noch mit 2kHz klar kommen, wo ich ja drunter bleibe... Gruß Peter
Oder das Teil https://www.reichelt.de/leistungsschalter-sipmos-high-side-1-fach-80-a-to-252-5-bts-6163-d-p188804.html?&trstct=pos_9&nbc=1 https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-40v-3-5a-41-6w-to-252-5-bts-462-p115934.html?&trstct=pos_6&nbc=1
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@Lothar M. Wie sieht’s denn mit der maximalen Schaltfrequenz von diesen High-Side-Switches aus? Ton/off liegt ja bei ~200us kann man dann mit 5kHz schalten? Zudem noch die Bedenken ob der TO hier nicht etwas hohe Verlustleistungen während der schaltvorgänge hat?
Jq schrieb: > Wie sieht’s denn mit der maximalen Schaltfrequenz von diesen > High-Side-Switches aus? > Ton/off liegt ja bei ~200us kann man dann mit 5kHz schalten? Nein. Insbesondere kein PWM. Mal überschlagsmäßig gerechnet: wenn man 1% Auflösung bei einer 5kHz PWM will, muß eine Pulslänge von 1/100stel der Periodendauer, also 200µs/100 =2µs noch sauber geschaltet werden können. Dabei kommt es vor allem auf Symmetrie Ton:Toff an. Wenn allerdings die Chance besteht, daß ganze Impulse verschluckt werden, dann ist alles zu spät.
Axel S. schrieb: > Jq schrieb: >> Wie sieht’s denn mit der maximalen Schaltfrequenz von diesen >> High-Side-Switches aus? >> Ton/off liegt ja bei ~200us kann man dann mit 5kHz schalten? > Nein. Oder: doch, grade noch so... > Insbesondere kein PWM. Nicht zuverlässig, wenn das nur eine Steuerung ist. > Mal überschlagsmäßig gerechnet: wenn man 1% Auflösung bei einer 5kHz PWM > will, muß eine Pulslänge von 1/100stel der Periodendauer, also 200µs/100 > =2µs noch sauber geschaltet werden können. Aus der Praxis: wir steuern mit einem BTS714 Propventile in einem Vakuumkreis mit 1kHz-PWM an. Nach deiner Rechnung kann das nicht funktionieren. In der Praxis funktioniert es trotzdem zigtausendfach, weil der Unterdruck gemessen und diese Schaltverzögerungen einfach als Störgrößen ausgeregelt werden. Und gerade beim Ansteuern von LEDs ist das oft so ähnlich: da dreht der Mensch am "Regler" so lange herum, bis die LED die gewünschte Helligkeit errreicht. Jq schrieb: > Zudem noch die Bedenken ob der TO hier nicht etwas hohe > Verlustleistungen während der schaltvorgänge hat? Auf der anderen Seite der Medaille mit "Geringe Verlustleistung bei Schaltvorgängen " ist "Hohe Störstrahlung durch steile Flanken" eingraviert.
Schaltet man nicht normaler Weise einen Widerstand zwischen den Out vom Gatetreiber und dem Gate des FET? Sonst arbeitet der Treiber blank gegen die Kapazität vom Gate, was ein Quasi-Kurzschluss ist.
Jasson J. schrieb: > Schaltet man nicht normaler Weise einen Widerstand zwischen den > Out vom > Gatetreiber und dem Gate des FET? > > Sonst arbeitet der Treiber blank gegen die Kapazität vom Gate, was ein > Quasi-Kurzschluss ist. Ach, da gibts noch genügend Widerstand im Gatestromweg. Angefangen schon bei den üblichen Treibern.
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