Hallo zusammen,
Kenne mich auf dem Gebiet der Mosfets leider nicht so gut aus, hab aber
schon sehr viel gegoogelt:).
Kurz zur Anwendung: Ich möchte 0V-80V (DC) und einen max. Strom von 6A
schalten, und das ganze high-side (also die Last ist fest an Masse).
Das ganze sollte am besten noch von einem µC angesteuert werden können
=>Logic Level Mosfet (?)
Was ich auf jeden Fall brauche ist ein p-Kanal-Mosfet richtig? (Weil ich
ja high-side schalten will). Wenn ich da kein Logic Level Mosfet finde
müsste ich noch eine Art Treiber haben, der mir aus 5V des µC meine -10V
(oder was auch immer ich für das p-Mosfet brauche) macht oder?
Ich hab viele p-Mosfets gefunden die für Spannungen/Ströme von 100V/30A
ausgelegt sind, die könnte ich doch auch verwenden oder gibt das
Probleme wenn ich mit viel geringeren Spannungen/Strömen arbeite als das
Mosfet ausgelegt ist?
Kenn jemand vllt ein passenden Mosfet was ich da verwenden kann?
Sonst werd ich weiter Datenblätter welzen;)
LG
hi,
naja, um Datenblätter wälzen kommen wir meist nicht rum.
Wenn du schon einen Typ gefunden hast, der 100V/30A schalten kann, dann
ist das doch die halbe Miete.
Eine Logic Level Type erübrigt sich bei P-Kanal Typen, mit dem AVR Pin
kannst du ohnehin nicht direkt dran, dein Gate 'hängt' ja auf dem Niveau
der zu schaltenden Spannung. Wenn du das dann um V-Gate (meist ca. 10V)
negativer 'ziehst' (Widerstand + Z-Diode + NPN Transistor ist der
einfachste Treiber), schaltete der Mosfet Spannung auf deine Last.
Stellt sich noch die Frage nach der Schaltfrequenz, das o.g. funtzt nur,
wenn kein PWM o.ä. realisiert werden soll, für höhere Schaltfrequenzen
braucht's dann schon einen high side Treiber.
Grüssens, harry
Vielen Dank für deine Antwort Harry, also schnelle Schaltfrequenzen
sollen da nicht ablaufen, höchstens vllt mit 0.01Hz :)
Nur bei der Ansteuerung hab ich noch Probleme. Das ganze soll ja für
eine Variable Spannung von 0V-80V ausgelegt werden, da bringt mir doch
dann eine einzelne Z-Diode nicht viel oder?
@ Boston (Gast)
>Kurz zur Anwendung: Ich möchte 0V-80V (DC) und einen max. Strom von 6A>schalten, und das ganze high-side (also die Last ist fest an Masse).>Das ganze sollte am besten noch von einem µC angesteuert werden können>=>Logic Level Mosfet (?)
Nein.
>Was ich auf jeden Fall brauche ist ein p-Kanal-Mosfet richtig?
Kann man machen, muss man aber nicht.
>müsste ich noch eine Art Treiber haben, der mir aus 5V des µC meine -10V>(oder was auch immer ich für das p-Mosfet brauche) macht oder?
Ja, siehe Treiber. Ein kleiner DC-DC Wandler mit galvanischer
Trennung macht das. Dazu ein Optokoppler und fertig. Bei 0,01 Hz
reicht das. Das braucht man aber nur bei einem N-Kanal MOSFET.
>Ich hab viele p-Mosfets gefunden die für Spannungen/Ströme von 100V/30A>ausgelegt sind, die könnte ich doch auch verwenden
Ja.
>Kenn jemand vllt ein passenden Mosfet was ich da verwenden kann?
Such dir den schönsten aus. Schaltung dann in etwa so, wobei der
Teibertransistor schon 100V aushalten muss.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F
MfG
Falk
naja, 0-80V müssten wir jetzt unterteilen:
0-10V, da wird's dann kritisch mit der erforderlichen Gatespannung, wenn
die Schaltfreq. so niedrig ist, wird's wohl ab 3-4V (hängt vom Mosfet ab
-> Datenblatt) ohne großartige Erwärmung funtzen, drunter wird's eher
nix, es sein denn, du hast eine negative Spannung zur Verfügung.
10-80V, da sorgt die Z-Diode nur dafür, dass das Gate nicht mehr als 10V
'sieht', der Widerstand muss halt sorgsam ermittelt werden, auf der
einen Seite muss er ja noch bei der niedrigsten und höchsten Spannung
den richtigen Gate-Ladestrom gewährleisten, auf der anderen Seite soll
die Z-Diode nicht gegrillt werden, weil der R zu niedrig ausgelegt ist.
Grüssens, harry
Also wenn ich das ganze mit einem n-Kanal Mosfet machen will gehts nicht
ohne Zusatzbeschaltung richtig? Das ganze sollte nämlich möglichst
Hardware-arm aufgebaut werden. Ist es dann nicht sogar sinnvoller nen
"Intelligent Power Switch" zu verwenden o.ä.?
Boston schrieb:> Das ganze sollte nämlich möglichst> Hardware-arm aufgebaut werden.Falk Brunner schrieb:> Ein kleiner DC-DC Wandler mit galvanischer> Trennung macht das. Dazu ein Optokoppler und fertig. Bei 0,01 Hz> reicht das.
Das ist doch schon die Hardware-minimal-Ausführung.
Der schaltungsvorschlag von Harry UP ist das was du suchst ...
Z-diode, Widerstand, NPN-Transistor (oder N-Kanal Mosfet) und P-Kanal
LEistungs MOSFET, einfacher gehts nicht.
DC/DC Wandler und spez. Treiber bräuchtest du nur wenn du wiklich von
0-80 Volt Schalten wills, wenns von 10-80 (5-10 Volt je nach
Power-MOSFET) reicht, brauchst du nur die einfache Schaltung.
gruss
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Harry Up schrieb:> 0-10V, da wird's dann kritisch mit der erforderlichen Gatespannung, wenn> die Schaltfreq. so niedrig ist, wird's wohl ab 3-4V (hängt vom Mosfet ab> -> Datenblatt) ohne großartige Erwärmung funtzen, drunter wird's eher> nix, es sein denn, du hast eine negative Spannung zur Verfügung.> 10-80V, da sorgt die Z-Diode nur dafür, dass das Gate nicht mehr als 10V> 'sieht', der Widerstand muss halt sorgsam ermittelt werden, auf der> einen Seite muss er ja noch bei der niedrigsten und höchsten Spannung> den richtigen Gate-Ladestrom gewährleisten, auf der anderen Seite soll> die Z-Diode nicht gegrillt werden, weil der R zu niedrig ausgelegt ist.
So ich hohle mal diesen Beitrag wieder aus der Versenkung, da ich mich
gerade genau mit diesem Problem herumschlage!
Von den Spezifikationen liegt meine Anwendung in einem vergleichbaren
Bereich: 0-60V/3A Highside Switching
Die Schaltung sollte HighSide sein, da für ein Powersupply ein Output
Enable gebastelt werden soll, Ansteuerung mit TTL Pegel (0/5V).
Für die Ansteuerung ist auch eine negative Spannung verfügbar...
Nun ist die Frage wie die Ansteuerung im Detail auszusehen hat.
Bisher habe ich die Ansteuerung über einen N-Channel MOSFET (BSS123) ans
Gate, Z-Diode und Widerstand zwischen Gate und Source. Bei ca. 3V sperrt
der Highside Switch.
Hat hier jemand eine Schaltung / Application Note für eine Ansteuerung
mit einer negativen Spannung?
THX
Figure 3
Kann auch mit einem Transistor ausgeführt werden - Basiswiderstand nicht
vergessen und auf Spannungsfestigkeit (>60V) achten. Letzteres gilt
allerdings für jede Version. Beim Schalten nach -10V darf’s auch ein
bissel mehr sein.
Hallo,
vielen Dank!
Also im LTSpice nochmals nachgebaut und da schaut's auf jeden Fall schon
mal gut aus...
Ob Grabschänder oder nicht, der Schaltplan wurde schon 3x runtergeladen
und ich war's nicht :P
Jetzt erst mal den Lötkolben anheizen und sehen was die Messwerte
sagen...
Krangel schrieb:> keine Funktionsgarantie.
Gehts nicht noch aufwändiger?
Studentle schrieb:> Die Schaltung sollte HighSide sein, da für ein Powersupply ein Output> Enable gebastelt werden soll, Ansteuerung mit TTL Pegel (0/5V).
Dann mach es so wie im Anhang. Z-Diode ist nicht nötig. Die 5V am
Eingang führen zu einem Konstantstrom (4,3mA) im npn und damit zu
konstanter Gate-Spannung am Pmos, unabhängig von Vcc(60V).
> Hat hier jemand eine Schaltung / Application Note für eine Ansteuerung> mit einer negativen Spannung?
Da geht die gleiche Schaltung. Basis des npn an Masse und am
entsprechend dimensionierten Emitterwiderstand schalten (das
Eingangssignal anlegen).
Krangel schrieb:> du hast übersehen, dass die Schaltung schon bei 0Volt los laufen soll,> ich vermute.
Du vermutest richtig. Wo du aber irrst, ist der R13. Der ist vollkommen
sinnlos. Wenn die Schaltung wirklich ab 0V laufen soll braucht man die
negative Spannung. Im Anhang mal ein Vorschlag mit 3 Bauteilen weniger
als bei dir.
@Krangel
Steuerst Du tatsächlich auf diese Art einen FET an, oder konntest Du
dich nur nicht zwischen Analog und Digital entscheiden, bzw. wolltest Du
nur auf Teufel-Komm-Raus rechthaben?
Abgesehen davon, dass viele preiswerte und leistungsstarke FETs eine
"Allergie" gegen die analoge Ansteuerung haben.
Nabend,
Amateur schrieb:> Steuerst Du tatsächlich auf diese Art einen FET an, oder konntest Du> dich nur nicht zwischen Analog und Digital entscheiden, bzw. wolltest Du> nur auf Teufel-Komm-Raus rechthaben?
kein Plan, was du willst. Ich halte die Ansteuerung für digital, basta
ich habe recht.
Amateur schrieb:> Abgesehen davon, dass viele preiswerte und leistungsstarke FETs eine> "Allergie" gegen die analoge Ansteuerung haben.
Auch preiswerte FETs sind immun gegen Allergien, ich habe wieder recht.
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Die Schaltung von ArnoR hat zwar zwei Widerstände weniger, aber dafür
erkennt sie den LOW Pegel nicht einwandfrei, was vielleicht keine
Auswirkung hat oder vielleicht teuflischen Rauch erzeugt.
Das Orakel Spice sagt auch, dass der R13 tatsächlich eine Auswirkung
hat, ich bin der Teufel des recht Habens, Ha Ha Ha.
GN8
Krangel schrieb:> Die Schaltung von ArnoR hat zwar zwei Widerstände weniger, aber dafür> erkennt sie den LOW Pegel nicht einwandfrei
Was soll denn das Herumgehacke auf der ersten Schaltung von mir? Es ist
doch längst festgestellt worden, dass die auf einer falschen Annahme
(Vcc~60V) beruhte.
Bei der ersten und der zweiten Schaltung steht als Eingangsspannung
0V/5V, so wie das jede halbwegs moderne CMOS-basierende Logik bei 5V Vcc
liefert. Und damit funktioniert die Schaltung wie gewünscht (linke
Spalte, die unteren 2 Diagramme). TTL-Pegel im engeren Sinn gibt es doch
heute gar nicht mehr, weshalb also sollte man sich das Leben mit so
sinnlosen Pegeln schwerer machen als nötig? Siehe auch deine Schaltung,
die bei Vin=0/1,8V gar nicht mehr reagiert.
Und es ist zu sehen, dass der Basiswiderstand gar nichts bringt, weder
bei der ersten Variante bei Vcc=60V, noch bei der zweiten. Er hat aber
(genau wie R6) den Nachteil, dass er die Schaltgeschwindigkeit der
Anordnung reduziert und damit zu hässlichen Effekten führen kann.
Jürgen1979 schrieb:> ein 2k2 an 60V hat aber 1.6Watt Verlustleistung.
Ja und? Es liegen keine 60V an dem 2k2-Widerstand! Der wird nämlich mit
"Konstantstrom" von ca. 4mA gespeist. Bitte erst mal die Funktion der
Schaltung durchdenken. Außerdem würde bei 60V der Mosfet sterben.
Dumme Frage: Muss der µC am selben GND hängen wie die Last?
Sonst würd ich einen N-Kanal-Fet (LL) nehmen, den µC direkt an Source
und Gate, und die Versorgung des µCs mit einem DC/DC-Wandler (Typ:
Von-alter-BNC-Netzwerkkarte-heruntergelötet) erschlagen.
Im Anhang mal ein Vergleich des Zeitverhaltens von Krangels und meiner
zweiten Schaltung. Um die Vergleichbarkeit zu ermöglichen, hab ich bei
meiner den Gatewiderstand auch auf 1K verringert und die Ansteuerung
angepasst (gleicher Spannungshub am Gate, 390R->82R). Schaltfrequenz
20KHz (VG1)
AM1 und VF1 (Strom im BC337 und Lastspannung, Schaltung oben) und AM2
und VF2 (Schaltung unten) zeigen, dass der Strom im BC337 in Krangels
Schaltung deutlich zu lange fließt und damit am Ausgang ein ganz anderes
Tastverhältnis erscheint als am Eingang.
Außerdem sind Aufwand und Stromverbrauch aus den 5V- und 10V-Quellen
deutlich größer und der Gatespannungshub nimmt mit der Spannung der
60V-Quelle ab und reicht bei sehr niedrigen Spannungen nicht zum
Einschalten des PMOS (Ugs=3V bei Vcc60=0).
Was das nun der richtige Krangel oder nur ein Gast in seinem Namen?
- Also ich habe mich ebenfalls intensiv mit dem Thema beschäftigt und
mich an diese App Note gehalten:
http://www.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf - Design And Application
Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits
Nach dieser erachte ich die Lösung von ArnoR als die "bessere"
Auf jeden Fall vielen herzlichen Dank für die Hilfe, natürlich an
Krangel und ArnoR!
