Hallo, ich möchte über einen Portpin eines Mikrocontrollers, welcher max 1,6mA liefert die Plus-Leitung eines Verbrauchers schalten. Die Schaltfrequenz liegt bei ca. 5kHz bei einer Last von ca. 20mA bei 5V. Wichtig ist, dass dieser High-Side-Switch ohne Zusatzbeschallung auskommen muss, da nur ein begrenzter Platzbereich zur Verfügung steht und somit auch andere Transistorlösungen wegfallen. Ich habe mich schon hier im Forum etwas informiert und sowohl der BTS 432 als auch der TDE1798 rücken in die engere Auswahl. Der BTS ist bei den 5kHz schon an seiner Leistungsgrenze was das die Schaltzeiten angeht. Würde dadurch das Rechtecksignal unsauber werden? Im Anhang habe ich mal die Datenblätter der beiden High Side Switche angehängt. Welcher von beiden wäre denn besser geignet, bzw. reichen die 1,6mA zum schalten aus(so wie die Datenblätter lese schon!?...)? Vielen Dank für eure Hilfe
Für 20 mA würde ich nicht so ein fettes Tier nehmen. Die sind einfach nur groß und langsam. Ich würde einen simplen p-Kanal-FET nehmen wie z. B. einen BSP171. Selbst ein pnp-Transistor sollte dafür noch gut gehen, schließlich muss er nur ein B von 20 mA / 1,6 mA = 13 haben. Übliche Kleinleistungstransistoren haben aber ein B von wenigsten 100, d. h. sie steuern mit 1,6 mA sicher genug durch. Allerdings wird deren Kollektor-Emitter-Restspannung ein wenig höher sein als die Spannung über dem FET.
Der Vorteil ist halt die Komplexität des Chips. Der BTS432 (der BTS 409 würde ja reichen)ist halt kurzschlusssicher und überlastungsgeschützt. Auch braucht man keine Zusatzbeschallung. Was meinst du mit: "Allerdings wird deren Kollektor-Emitter-Restspannung ein wenig höher sein als die Spannung über dem FET." ? Wie verhält sich das denn eigentlich mit dem Drop auf der Schaltseite, also wenn ich 5V anlege, wieviel kommen dann durchgeschaltet an? Bei dem BTS409 doch auch 5V, oder?
Wenn dir am Ausgang des Transistors auch 4,4V statt 5V reichen, kannst du einen pnp in Kollektorschaltung nehmen. Der bei 5kHz locker schnell genug fuer sauebere Flanken und den Basiswiderstand sparst du auch noch..
Nein, das geht nicht, ich brauche dort wirklich mindestens 5V. Der nachgeschaltete fertige Treiber reagiert sonst nicht zuverlässig.
,,Mindestens'' 5 V wirst du auch mit deinen High-Side-Switches nicht bekommen, denn auch die haben ein R[DSon], bspw. 38 mΩ beim BTS432. OK, der BSP171 hat 350 mΩ R[DSon], aber typisch sind es eher 150 mΩ bei deinen Werten (U[GS] = 5 V, I[D] = 20 mA), und das sind gerade mal 3 mV an Spannunsabfall. Bei einem pnp-Transistor würdest du wohl auf vielleicht 100 mV kommen. Wie genau ist denn die Toleranz deiner 5-V-Versorgung? ;-) Brauchst du die Kurzschlussfestigkeit am Ausgang denn? Oder würde es nicht einfach eine ordinäre Sicherung tun? Der BSP171 braucht übrigens auch keine ,,Zusatzbeschaltung''. Einfach das Gate an den Steuerausgang, Source an 5 V, Drain an die Last. Der Ausgang muss aber low-aktiv sein, das ist eigentlich der einzige Unterschied zum BTS432. Ein pnp-Transistor würde eine sagenhafte Zusatzbeschaltung in Form eines 4,7-kΩ-Basiswiderstandes benötigen. Wenn du den Transistor als SC-70 und den Widerstand als 0603 nimmst, kannst du davon ein Dutzend in der Grundfläche des TDE1798 unterbringen.
Also 3mV sind sicherlich noch im grünen Bereich. Im Anhang mal das Datenblatt. Gibt es den BSP171 auch in einer anderen Gehäuseform? Die Verdrahtung würde dann so aussehen: Pin des MC --> Gate(Pin1) GND - Last --> Drain(Pin2) +5V --> Source(Pin3) Noch mal eine Frage zum Verständnis, sobald ich mit dem TTL-Pegel des Microcontrollers aber z.B +24V schalten wollte, wäre so ein BTS432 geeigenter, da die Spannungen nicht das selbe Potential besitzen, oder?
Stefan Schneemilch wrote: > Gibt es den BSP171 auch in einer anderen Gehäuseform? Sicher nicht, sonst würde es ja im Datenblatt stehen. Du wolltest doch klein bauen. ;-) Naja, SOT-223 ist ja auch nicht wirklich klein. > Pin des MC --> Gate(Pin1) > > GND - Last --> Drain(Pin2) Und Pin 4 (also das Kühlblech) > +5V --> Source(Pin3) Ja. > Noch mal eine Frage zum Verständnis, sobald ich mit dem TTL-Pegel des > Microcontrollers aber z.B +24V schalten wollte, wäre so ein BTS432 > geeigenter, da die Spannungen nicht das selbe Potential besitzen, oder? Ja, für genau solche Anwendungsfälle sind sie gebaut, und da sind sie nicht durch eine simple Mimik ersetzbar.
Alles klar, danke für die Antwort:-) Also wenn ich GND auf Pin 2 und Pin 4(Kühlblech) lege, dann läuft das so. Wenn der Transistor durchschaltet, dann gibt es einen Drop von ca. 3mV, richtig? Wenn mein Verbraucher weniger als 20mA zieht, dann wird der Drop auch noch kleiner, richtig? Kennnst du rein zufällig einen Transistor mit ähnlichen Kenndaten im TO-220-Gehäuse bzw. im DIP-Gehäuse?
Stefan Schneemilch wrote: > Also wenn ich GND auf Pin 2 und Pin 4(Kühlblech) lege, dann läuft das > so. Nee, nicht GND, sondern das positive Ende deiner Last. Das negative Ende der Last geht an GND. > Wenn der Transistor durchschaltet, dann gibt es einen Drop von ca. 3mV, > richtig? Ja, so lassen es zumindest die typischen Kennlinien erwarten. > Wenn mein Verbraucher weniger als 20mA zieht, dann wird der Drop auch > noch kleiner, richtig? Ja, bei FETs ist die Kennlinie am Anfang ziemlich linear, verhält sich also wie ein Widerstand: der Spannungsabfall ist proportional dem fließenden Strom. Erst bei größeren Strömen tritt dann eine Sättigung ein, und nach einem kurzen Übergangsbereich bleibt der Strom dann beinahe gleich (Konstantstromquelle), wobei der genaue Wert des jeweiligen Stroms von U[GS] abhängt. > Kennnst du rein zufällig einen Transistor mit ähnlichen Kenndaten im > TO-220-Gehäuse bzw. im DIP-Gehäuse? Huch, ich denke, du hast wenig Platz? Naja, es tut jeder p-Kanal-FET, allerdings wirst du die mit kleiner Leistung (und damit kleinen Kapazitäten) heutzutage oft nur noch in SMD-Gehäusen bekommen. Was hast du denn gegen das SOT-223, das ist doch wirklich ein handliches Gehäuse? Der FET sollte bei U[GS] = 5 V natürlich hinreichend dick durchsteuern, wobei du ja nur 20 mA brauchst. Sorry, um bedrahtete Bauteile habe ich mich zunehmend immer weniger gekümmert. In der Bastelkiste liegen noch genügend davon rum, die gar nicht mehr alle werden wollen. Bei welchen Händlern würdest du den denn kaufen wollen?
Ich meinte auch die Last auf Pin2 und Pin4 verteilen. Jepp, habe schonmal geschaut, bei Reichelt bekomme ich ihn ja. Ich habe mal ein bißchen geschaut, wie wäre denn der IRF4905? (Datenblatt im Anhang) Der hat einen sehr kleinen R[DSon] von 2mOhm und wäre im TO-220 Gehäuse.
>Der hat einen sehr kleinen R[DSon] von 2mOhm und wäre im TO-220 Gehäuse.
Datenblatt: RDS(on) = 0.02Ohm. Das wären dann 20mOhm
Natürlich, ist heute irgendwie nicht mein Tag... Ist allerdings kein Logic FET, an welcher Stelle des Datenblatts erfahre ich denn, ob er bei TTL-Level schon schaltet?
Stefan Schneemilch wrote: > Ich habe mal ein bißchen geschaut, wie wäre denn der IRF4905? > (Datenblatt im Anhang) Naja, das ist ungefähr so, wie wenn du einen Tornado hinter einem Leichtflugzeug über Frankfurt kreisen lässt: der ist zwar viel schneller, hat aber einen Wenderadius von ein paar Kilometern... Prinzipiell mag das gehen. Mit maximal 260 A Impulsstrom wird sich vermutlich auch dein komplettes Gerät in Rauch aufgelöst haben, bevor der IRF4905 darin beim Kurzschluss gestorben ist. :-) Nur: du hast 3,4 nF an Gatekapazität. Die musst du bei jedem Schaltvorgang umladen. Der BSP171 hat 720 pF (immer noch nicht gerade wenig). Bei 5 kHz ist das natürlich nicht wirklich ein Thema. > an welcher Stelle des Datenblatts erfahre > ich denn, ob er bei TTL-Level schon schaltet? Bild 1 enthält die typische Ausgangskennlinie. Natürlich nicht für deine 20 mA, das ist ja komplett unter dem Radar dieses Transistors. Du siehst für jede Spannung U[GS] im linken Teil die Kurve, die linear geht (einigermaßen ohmsches Verhalten von R[DS]), dann rechts nach einem kurzen Übergang das beschriebene Konstantstromverhalten (waage- rechte Linie). Die zweite Kurve von unten ist die für U[GS] = 5 V. Die fängt so bei ungefähr 0,1 V / 2 A an, das wäre ein Widerstand von 50 mΩ. Bei 20 mA fällt an dem also wohl ca. 1 mV ab. So richtig werde aber ich nie verstehen, warum du so einen Koloss für die paar Milliampere da reinwerfen willst. Selbst der BSP171 ist ja schon reichlich überdimensioniert. In der Größe eines TO-220 bekommt man ja neben dem BSP171 gleich noch den kompletten Controller mit unter.
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