Hallo zusammen,
bin eher Digitaltechniker, auf eine Schaltung muss nun aber eine
Ansteuerung für Magnetaktuatoren (24V, 3A). Natürlich billig und
einfach.
Habt ihr Verbesserungsvorschläge/Anregungen zu der angehängten
Schaltung? Die Designziele sahen etwa so aus:
- Schaltbarkeit von 24V/3A mit Luft nach oben
- Schutz gegen Spannungsspitzen beim Ausschalten
- Schaltgeschwindigkeit eher gemütlich
- Mikrocontroller (STM32) läuft auf 3.3V, hat aber 5V tollerante IOs
(PWRSW1/2 sind also OpenDrain)
- Definiertes Hochlaufverhalten (Ausgänge aus), auch wenn 24/5V nicht
gleichzeitig kommen
@ Johannes (Gast)
>Habt ihr Verbesserungsvorschläge/Anregungen zu der angehängten>Schaltung?
So nicht.
Relaisansteuerung mit Logik.
Für 24V/3A nimmt man eien Logic Level MOSFET ala IRLZ34N, den kann man
mit 5V direkt ansteuern.
>- Schaltbarkeit von 24V/3A mit Luft nach oben
Kein Thema.
>- Schutz gegen Spannungsspitzen beim Ausschalten
Freilaufdiode.
>- Schaltgeschwindigkeit eher gemütlich>- Mikrocontroller (STM32) läuft auf 3.3V, hat aber 5V tollerante IOs>(PWRSW1/2 sind also OpenDrain)
Nimm einen Pegelwandler ala 74HCT125 etc. Oder such dir einen
MOSFET, der mit 3,3V SICHER angesteuert werden kann, z.B. IRF7401. Siehe
MOSFET-Übersicht.
>- Definiertes Hochlaufverhalten (Ausgänge aus), auch wenn 24/5V nicht>gleichzeitig kommen
Pull-Down Widerstände am Treibereingang/Pegelwandler.
Was soll ich damit denn anfangen...
- Die Leistungs-FETs sind LogicLevel (Datenblatt hilft! IRLZ34 sind
teurer und viel schlechter als die NTD5807, außerdem kostet
TH-Bestückung ziemlich viel Geld)
- NX3008 sind günstiger als ein 74HCT125, brauchen weniger Platz und
keine Entstörkondensatoren; was spricht dagegen?
- Die von dir verlinkte Seite gibt es nicht.
@ Johannes (Gast)
>Was soll ich damit denn anfangen...
Ein Danke reicht . . .
>- Die Leistungs-FETs sind LogicLevel (Datenblatt hilft! IRLZ34 sind>teurer und viel schlechter als die NTD5807, außerdem kostet>TH-Bestückung ziemlich viel Geld)
Wieviel Millionen willst du davon herstellen?
>- NX3008 sind günstiger als ein 74HCT125, brauchen weniger Platz und>keine Entstörkondensatoren; was spricht dagegen?
Wenn du alles schon weißt, warum fragst du dann noch?
>- Die von dir verlinkte Seite gibt es nicht.
Ja, sie heißt
Relais mit Logik ansteuern.
@ Johannes (Gast)
>Was soll ich damit denn anfangen...
Ein Danke reicht . . .
>- Die Leistungs-FETs sind LogicLevel (Datenblatt hilft! IRLZ34 sind>teurer und viel schlechter als die NTD5807, außerdem kostet>TH-Bestückung ziemlich viel Geld)
Wieviel Millionen willst du davon herstellen? Ausserdem habe ich auch
den IRF7401 vorgeschlagen, 2 MOSFETs im SO-8 Gehäuse.
>- NX3008 sind günstiger als ein 74HCT125, brauchen weniger Platz und>keine Entstörkondensatoren; was spricht dagegen?
Wenn du alles schon weißt, warum fragst du dann noch?
Ausserdem gibt es diverse HCT Bausteine auch als Single/Dual Gate im
SOT23/TSSOP8 Gehäuse.
Ganz abgesehen davon, daß deine Konstruktion KEIN solider
Pegelwandler ist, denn der kann mit 3,3V am Gate den MOSFET nicht
wirklich sperren.
>- Die von dir verlinkte Seite gibt es nicht.
Ja, sie heißt
Relais mit Logik ansteuern.
@ Johannes (Gast)
>PWRSW1 und 2 sind OpenDrain - 0V oder 5V. Der STM32 ist 5V tollerant.
Ist ja toll, daß der so to_l_erant ist ;-)
>Stand im ersten Beitrag.
Ok, dann geht es. Aber den RC-Tiefpass 1k/100nF braucht kein Mensch.
Die Idee hinter dem Tiefpass ist ein Schwingen vom FET zu verhindern.
Der NTD5807 fängt schon ab 3V an zu leiten, und da die Gate-Ansteuerung
sehr hochohmig ist, wollte ich Rückkopplungen vom Drain aufs Gate
unterbinden.
Wenn das FET ausschaltet springt die Spannung am Drain ja auf ~25V (bzw.
noch höher, wenn die Schutzdiode nicht sofort anspricht - ist leider
keine Shottky), und intern bildet das einen kapazitiven Spannungsteiler
zum Gate.
Daher einerseits die 100nF um den Spannungsteiler Richtung Source zu
verschieben und die ganze Sache langsamer zu machen.
... sinnvoll?
@ Johannes (Gast)
>Die Idee hinter dem Tiefpass ist ein Schwingen vom FET zu verhindern.
Das ist Unsinn.
>Der NTD5807 fängt schon ab 3V an zu leiten,
Schon viel eher, bei weniger als 1V.
>und da die Gate-Ansteuerung>sehr hochohmig ist,
???
> wollte ich Rückkopplungen vom Drain aufs Gate>unterbinden.
Braucht man nicht.
>Wenn das FET ausschaltet springt die Spannung am Drain ja auf ~25V (bzw.>noch höher, wenn die Schutzdiode nicht sofort anspricht - ist leider>keine Shottky),
Auch normale Dioden sind dafür schnell genug.
>... sinnvoll?
Nein.
Für ein FET sind 1k/2k Ohm Ansteuerung am Gate extrem hochohmig. Ich hab
jetzt doch mal selber durchgerechnet, weil ich es genau wissen will und
gerade Zeit dafür hab.
Der NTD5807N hat zum Glück recht geringe Kapazitäten, hab schon FETs mit
5nF in der Hand gehabt. Nach Datenblatt ergibt sich
Cgd=73pF, Cgs=530pF und Cds=23pF
Bei offenem Gate koppelt eine Spannungsänderung am Drain über den
kapazitiven Spannungsteiler mit 0.121 auf's Gate zurück. Also
deltaUds=24V ergibt deltaUgs=2.9V - genug um das FET durchzuschalten.
Der Spannungsteiler auf's Gate hat eine Ausgangsimpedanz von
Cgd+Cgs=Ciss=603pF.
Jetzt hängt's davon ab, wie schnell die Induktionsspannung anliegt. Bei
24V/µs (ob das realistisch ist sei mal dahingestellt, bei 3A und extrem
fixen Schaltzeiten könnte ich es mir jedenfalls vorstellen) kommen da im
Kurzschlussfall 14.47mA raus.
Macht für 2k Pulldown definitiv zu viel Strom. Das FET würde bei 24V/µs
also noch einige male nachschwingen bevor es sauber sperrt.
Mit den 100nF beträgt der Spannungsteiler noch 7.25e-4. Dann kämen am
Gate 17mV an und das FET bleibt sauber gesperrt.
Die 100nF bleiben also da.
c1.png
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