Hallo Profis :-)
Ich möchte wie in der angehängten Schaltung gezeigt gerne mit einem µC
(3V3) verschiedene kleine Lasten (Sensoren, etc., bis VCC=5V) schalten.
Das ganz soll beim Strom sparen helfen, z.B. sollen die Sensoren nur für
die Dauer der Messung (z.B. 0.5s) eingeschaltet werden.
Da ich selbst kein Elektrotechniker bin, würde ich mich freuen wenn
evtl. jemand mit Ahnung kurz Feedback geben könnte ob das so
funktionieren wird wie ich es skizziert habe.
Viele Dank!
Grüße
Wolfgang
Wolfgang schrieb:> Das ganz soll beim Strom sparen helfen, z.B. sollen die Sensoren nur für> die Dauer der Messung (z.B. 0.5s) eingeschaltet werden.
Ob das Strom spart ist nicht immer sicher. Wenn die Datenleitungen zum
Sensor den falschen Zustand haben, speist sich der Sensor möglicherweise
über seine Substratdioden. Das kann mehr Strom als der Normalbetrieb
kosten und zusätzlich noch zu unerwünschten Nebeneffekten wie Latch Up
führen.
Eine allgemeine Lösung ist da sicher nicht möglich.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Ob das Strom spart ist nicht immer sicher. Wenn die Datenleitungen zum> Sensor den falschen Zustand haben, speist sich der Sensor möglicherweise> über seine Substratdioden. Das kann mehr Strom als der Normalbetrieb> kosten und zusätzlich noch zu unerwünschten Nebeneffekten wie Latch Up> führen.
Das sind natürlich ganz wichtige Argumente!
Bleibt noch die Frage: wie verhält sich die Schaltung bei Vollmond?
m.n. schrieb:> Bleibt noch die Frage: wie verhält sich die Schaltung bei Vollmond?
An Threads hier im Forum, wo der Vollmond ein System gestört hat, kann
ich mich nicht erinnern. An Fälle, wo ein abgeschalteter Sensor das tat
oder den Stromverbrauch sogar erhöht hat, schon.
MfG Klaus
Nein, das geht so nicht!
Der "obere" FET muss ein P-Kanal Fet sein (oder auch PNP).
So leitet die body-diode.
Der "untere" passt so (ggf. NPN).
Mit bipolaren Transistoren wirst du mit 3.3V Signalen mehr Erfolg haben.
Bei 5V ists schon wurscht, da die Logic-Level FETs da schon richtig
schalten.
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Hans schrieb:> Der "obere" FET muss ein P-Kanal Fet sein (oder auch PNP).> So leitet die body-diode.
Sieh dir die Schaltung nochmal ganz genau an. Im Besonderen den Pfeil im
fraglichen Mosfet...
Wolfgang schrieb:> Oder hab ich was übersehen?
Ne, passt schon alles.
Wenn der pFET wirklich 2A sieht, dann wird er etwas warm werden.
Spendiere ihm im Layout ordentliche Kupferflächen an Source und Drain,
die die Wärme abführen helfen.
Wolfgang schrieb:> Das kann man ja ggf. im µC steuern oder?
Ja, kannst du: bevor du dem Sensor die Versorgung wegschaltest,
schaltest du zuerst alle Ausgange vom µC zum Sensor auf low-Pegel. Dann
hast du aller Voraussicht nach keine Probleme.
Wolfgang schrieb:> Das kann man ja ggf. im µC steuern oder?
Manchmal. Manche Sensoren haben auch einen Power-Down Modus, der weniger
braucht als die Ansteuerung eines FETs. Das Ganze macht eigentlich nur
Sinn, wenn man einen konkreten Sensor in einer realen Anwendung
betrachtet.
MfG Klaus
Für Sensoren mit Power-Down Modus, Enable Pin etc. brauche ich das
natürlich nicht. Sensoren waren mehr als (Last-) Beispiel gedacht, z.B.
resistive Sensoren (Thermistor, LDR, ...).
Lothar M. schrieb:> Hans schrieb:>> Der "obere" FET muss ein P-Kanal Fet sein (oder auch PNP).>> So leitet die body-diode.> Sieh dir die Schaltung nochmal ganz genau an. Im Besonderen den Pfeil im> fraglichen Mosfet...
Asche auf mein Haupt... war zu früh.. sorry!
73
Hans schrieb:> Mit bipolaren Transistoren wirst du mit 3.3V Signalen mehr Erfolg haben.> Bei 5V ists schon wurscht, da die Logic-Level FETs da schon richtig> schalten.
Ich setze auch nicht für jeden Quatsch einen FET ein, weil die modern
sind. In diesem Falle würde ich es befürworten, weil der untere als FET
deutlich weniger Restspannung als ein BC-irgendwas hat und damit der
obere P-Kanal weiter auf geht.
Ich denke, diese Schaltung funktioniert.
Man könnte unten noch 100k vom Gate nach GND setzen, damit der Kamerad
auch zu ist, wenn der µC-Pin offen ist.
Wolfgang schrieb:> Hätte mit bipolar irgendeinen Vorteil?
kostet halt ein paar Cent weniger.
Manfred schrieb:> weil der untere als FET> deutlich weniger Restspannung als ein BC-irgendwas hat
definiere "deutlich" - ich meine, ob der PFET eine UGS von 3,3 oder 3,25
Volt sieht, wird sich wohl kaum in einer entscheidenden Änderung des
RDSon niederschlagen. Dafür bleibt der NPN bei hochohmigem µC-Port
normalerweise auch ohne extra Pulldown gesperrt.
Manfred schrieb:> Ich setze auch nicht für jeden Quatsch einen FET ein, weil die modern> sind. In diesem Falle würde ich es befürworten, weil der untere als FET> deutlich weniger Restspannung als ein BC-irgendwas hat und damit der> obere P-Kanal weiter auf geht.
FET haben den großen Vorteil, hier den Stromverbrauch zu reduzieren -
der NMOS benötigt keinen Basisstrom. Der kommt mit einem winzigen
Pulldown (1MEG) aus. DARUM nimmt man den - gleich teuren -
N-Kanal-MOSFET.
Drum nimmt man hier besser FETs. Weil sie Vorteile haben. Nicht weil sie
"moderner" sind. Sind sie ja nicht einmal - 2N7002 und BSS123 sind
beispielsweise wahrlich antike Gurken.
Mich erinnert die Diskussion immer an:
Welches Essbesteck ist besser? Messer oder Löffel?
(ohne zu erwähnen, ob es um Suppe oder Steak geht).
> Welches Essbesteck ist besser? Messer oder Löffel?
Ein schweizer Messer natuerlich. :)
Einfach bei Google mal nach "Load switch" suchen. Es gibt jede Menge
fertige SOT23-5 wo alle bereits drin ist.
Olaf
Axel S. schrieb:> Da es dem TE um's Stromsparen geht und er außerdem keine großen> Leistungen schalten will, halte ich MOSFET für die bessere Wahl.
Ich muß mal meinen Vorrednern bezüglich des Treibertransistors
widersprechen.
Im ausgeschalteten Zustand ist die Stromaufnahme von NPN oder MOSFET
identisch. Eingeschaltet ist die zusätzliche Stromaufnahme bezogen auf
den max. Schaltstrom von 2 A verschwindend gering.
Ein NPN Transistor bietet mehr Flexibiltät bei der Schaltung, da Vbe bei
beliebigen Kleinsignaltransistoren konstant gering ist.
Letztlich wäre ich nicht bereit, für den Treibertransisor die erhöhten
Kosten zu tragen. Bei den hier üblichen Millionenstückzahlen kann einen
das in den Ruin treiben. Ich erinnere an die Fliegenaufstände, wenn ein
RC-Glied zur Entprellung verwendet werden sollte ;-)
Trumpeltier schrieb:> DARUM nimmt man den - gleich teuren -> N-Kanal-MOSFET.
Wo fängt denn bei Dir ein Preisunterschied an? Beim doppelten,
fünffachen oder zehnfachen Preis?
Thomas E. schrieb:> kostet halt ein paar Cent weniger.
Da ist aber kaum Luft nach unten.
Z.B. der BSS138 kostet bei ON 0,0327$ (3000), bei Reichelt 0,05€ (1),
bei Ebay 0,02€ (500).
Gibt aber bestimmt noch günstigere FETs.
Also erst mal vielen Dank für die zahlreichen Rückmeldungen!
Ich denke ich werde es mal mit meiner Variante versuchen, allerdings
noch einen 100k pull-down am N-Kanal hinzufügen.
Kosten spielen bei meinen Stückzahlen (3-5) keine Rolle ... Schwieriger
wird es schon das ganze auf Lochraster zu verlöten, hab ich aber bei
SOT-23 schon mal erfolgreich gemacht. Was ich gelesen habe muss ich aber
auf ESD aufpassen, da die FETs sonst schnell kaputt gehen können.
VG
Wolfgang
m.n. schrieb:> Ein NPN Transistor bietet mehr Flexibiltät bei der Schaltung, da Vbe bei> beliebigen Kleinsignaltransistoren konstant gering ist.
Du vergisst allerdings die Sättigungsspannung der CE Strecke, die selbst
bei einem guten Transistor bis zu 0,2V - 0,3V betragen kann. Diese sind
zur Ansteuerung des P-Kanal Gates verloren. Ich find BJTs ja auch gut,
aber in so einem Design kann es nicht schaden, einen N-Kanal zu nehmen -
kostet ja nun auch nicht die Welt.
Matthias S. schrieb:> Du vergisst allerdings die Sättigungsspannung der CE Strecke, die selbst> bei einem guten Transistor bis zu 0,2V - 0,3V betragen kann. Diese sind> zur Ansteuerung des P-Kanal Gates verloren.
Das ist Unsinn - in der oben gezeigten Schaltung (d.h. der Gate-Pullup =
10k, Basis-R z.B. 47k) liegt Uce im eingeschalteten Zustand bei ca. 20
mV.
Das habe ich nachgemessen, um bei meinem obigen Beitrag
(Beitrag "Re: High Side MOSFET Switch für Sensoren") sicher zu sein,
keinen Unsinn zu posten!
Wolfgang schrieb:> Kosten spielen bei meinen Stückzahlen (3-5) keine Rolle ... Schwieriger> wird es schon das ganze auf Lochraster zu verlöten,
Die Kosten spielen eigentlich nie eine große Rolle, werden nur immer
wieder als Totschlagargument hervorgekramt.
Sollen von einem µC 3-5 Kanäle geschaltet werden?
Dann könntest Du auch einen 6-fach Inverter im DIL-Gehäuse verwenden,
der die MOSFETs ansteuert. Kandidaten dafür heißen CD4069, 74HC04,
74HC14, ...
m.n. schrieb:> Sollen von einem µC 3-5 Kanäle geschaltet werden?> Dann könntest Du auch einen 6-fach Inverter im DIL-Gehäuse verwenden,> der die MOSFETs ansteuert. Kandidaten dafür heißen CD4069, 74HC04,> 74HC14, ...
Stimmt, danke für den Tipp!
Ist es möglich die LOAD (Sensoren) auch einfach mit einem Low Side
Switch (NMOS) mit einem kleinen Rds(on) (<=mOhm) zu schalten? Gibt es da
Gründe die Sensoren entweder High-Side oder Low-Side zu schalten?
> Ist es möglich die LOAD (Sensoren) auch einfach mit einem Low Side
Warum zur Hoelle ist es so schwierig einfach mal nach "Load switch" zu
suchen und einfach ein fertiges Teil zu nehmen? Die sind genauso einfach
anzuwenden wie ein doofer Transistor. Nur da sie extra genau dafuer
gedacht sind.
> Gibt es da Gründe die Sensoren entweder High-Side oder> Low-Side zu schalten?
Ja die gibt es.
Olaf
highSideSwitch.png
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