Ansteuerung High-Side p-channel Mosfet

Pepe schrieb:
> Muttu schauen was der mosfet an gate spannung so verträgt. 15V ist
> etwas
> viel. Eine 10V zehnerdiode entschärft das.

Postet Du aus dem Kindergarten? Der IRF4905 verträgt max. +/-20 Volt 
Vgs. Da ich genug Luft.

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRF4905-DataSheet-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d462533600a4015355e329b1197e

Ich kannte bisher nur Pepe den Paukerschreck, nun auch Pepe den 
Forenschreck.

H. H. schrieb:
> Pepe schrieb:
>> Muttu schauen was der mosfet an gate spannung so verträgt. 15V ist etwas
>> viel.
>
> Unsinn!

Es ist tatsächlich Unsinn, das Gate mehr als 10V aufzuladen, da sich die 
Eigenschaften auch bei 15V nicht mehr verbessern. Zudem erschwert es das 
zügige umladen im Schaltpunkt unnötig.

Roland E. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Pepe schrieb:
>>> Muttu schauen was der mosfet an gate spannung so verträgt. 15V ist etwas
>>> viel.
>>
>> Unsinn!
>
> Es ist tatsächlich Unsinn, das Gate mehr als 10V aufzuladen, da sich die
> Eigenschaften auch bei 15V nicht mehr verbessern. Zudem erschwert es das
> zügige umladen im Schaltpunkt unnötig.

Hat aber erstmal nichts mit dem Unsinn von Pepe zu tun. Er sah die Specs 
in Gefahr, und das ist nicht der Fall.

Wolfgang schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Pepe schrieb:
>>> Muttu schauen was der mosfet an gate spannung so verträgt. 15V ist etwas
>>> viel.
>>
>> Unsinn!
>
> Automotiv prüft für 12V-Komponenten mit 27V (Load Dump). Da würde ich
> mir schon sorgen um die Gate-Isolation machen.

Einfach mal lesen;-)

H. H. schrieb:
> Steckt die in einem KFZ-Bordnetz? Dann müsste man schon noch
> Schutzmaßnahmen gegen den üblichen Dreck im Bordnetz ergreifen.

H. H. schrieb:
> Norbert R. schrieb:
>> - ich hätte an den IRF 4905 gedacht
>
> Lass dir keine Fälschungen andrehen!

Bei so günstigen Bauteilen gibts auch schon Fälschungen?
Ist man da bei den großen Elektronikversendern (Rei*, RS*,...) halbwegs 
sicher?

Roland E. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Pepe schrieb:
>>> Muttu schauen was der mosfet an gate spannung so verträgt. 15V ist etwas
>>> viel.
>>
>> Unsinn!
>
> Es ist tatsächlich Unsinn, das Gate mehr als 10V aufzuladen, da sich die
> Eigenschaften auch bei 15V nicht mehr verbessern. Zudem erschwert es das
> zügige umladen im Schaltpunkt unnötig.

also statt dem 47k eine Z-Diode und zum Kollektor vom Transistor noch 
einen 22k. Oder einfach einen Spannungsteiler (statt der z-Diode einen 
22k).

Noch ein paar Infos:

max. Strom von 1mA:
ist quasi "verlorener" Standby-Strom. Von diesen Einheiten gibts 3-4, 
sind also 4 mA "für nix" verbraten. Die 10A werden nur selten benötigt 
(Die Lasten schalten sich teilweise selber - zB. Kühlschrank). Die 
Versorgung sollte aber über mehre Tage die (etwas ältere) Batterie nicht 
unnötig belasten. Derzeit mit einem Relais (ca. 80mA) gelöst, braucht 
das Relais mehr Strom als manche Last.

KFZ- Umfeld:
ja, aber nicht direkt: Das Aufladen passtiert über einen großen 
"Step-Up-Konverter" (weiß grad nicht, wie die Dinger genau heißen). Da 
werden die Spannungsspitzen vermutlich nur reduziert drüberkommen. Aber 
der Mosfet (das Gate) sollte da schon genügend Reserven haben.

Norbert R. schrieb:
> max. Strom von 1mA:
> ist quasi "verlorener" Standby-Strom. Von diesen Einheiten gibts 3-4,
> sind also 4 mA "für nix" verbraten. Die 10A werden nur selten benötigt

Quatsch - dieses mA fließt ohnehin nur, wenn eingeschaltet werden soll. 
Statt 10A haste dann eben satte 10,001A zu erleiden ...
Da würde ich mir eher einen Kopf darüber machen, was der µC und der 
ganze Rest so verbrät ...

H. H. schrieb:
> Norbert R. schrieb:
>> KFZ- Umfeld:
>> ja, aber nicht direkt: Das Aufladen passtiert über einen großen
>> "Step-Up-Konverter" (weiß grad nicht, wie die Dinger genau heißen). Da
>> werden die Spannungsspitzen vermutlich nur reduziert drüberkommen. Aber
>> der Mosfet (das Gate) sollte da schon genügend Reserven haben.
>
> Du redest von einen Ladebooster? Der sollte den Dreck gut abhalten.

Ja genau. So ein Teil verwende ich.

Jens G. schrieb:
> Norbert R. schrieb:
>> max. Strom von 1mA:
>> ist quasi "verlorener" Standby-Strom. Von diesen Einheiten gibts 3-4,
>> sind also 4 mA "für nix" verbraten. Die 10A werden nur selten benötigt
>
> Quatsch - dieses mA fließt ohnehin nur, wenn eingeschaltet werden soll.
> Statt 10A haste dann eben satte 10,001A zu erleiden ...
> Da würde ich mir eher einen Kopf darüber machen, was der µC und der
> ganze Rest so verbrät ...

Die 10A sind der Extremfall. Meist sind es 1-2A und das nur für ca. 1% 
bis 5% der Zeit. Die restliche Zeit werden die 12V zur Verfügung 
gestellt, aber die Verbraucher sind im Standby oder ganz aus.

Der µC wird 95% der Zeit im deep Sleep verbringen und die "Peripherie" 
bleibt auch die meiste Zeit hart abgeschalten.

Flachtroll schrieb:
> Noch was. Gibt dem Ansteuer Transistor einen Emitterwiderstand, dann
> kannst du ihn als Stromquelle laufen lassen
Du meinst also "nicht in der Sättigung, sondern im linearen Bereich, 
sodass er schneller ist".

Dann würde ich aber gleich auf eine Kaskodenschaltung gehen. Wenn in der 
angehängten Schaltung die Vcc dann z.B. 5V ist, dann ist die Ugs maximal 
(5V-0V6)*47k/22k = 9V4. Und das auch, wenn die +15V mal +20V werden...

Pepe schrieb:
> Eine 10V zehnerdiode
Ist dann eine mit 12V eine Zwölferdiode?
BTW:
Clarence hieß Zener (ohne h) und er selbst hat vorgeschlagen, nur solche 
Dioden mit einer Spannung bis 5V als Zenerdioden zu bezeichnen. Die 
Dioden mit höherer Spannung sollen Z-Dioden genannt werden, weil dort 
dann der Avalanche-Effekt den Zener-Effekt überholt.

Lothar M. schrieb:
> Flachtroll schrieb:
>> Noch was. Gibt dem Ansteuer Transistor einen Emitterwiderstand, dann
>> kannst du ihn als Stromquelle laufen lassen
> Du meinst also "nicht in der Sättigung, sondern im linearen Bereich,
> sodass er schneller ist".

Der TO will es aber nur ganz gemütlich haben.
Die (weniger als) 100µs Umschaltzeit bei 10A und 15V lt. seiner 
initialen Schaltung macht der mit links - der hat einen ziemlich fetten 
SOA-Bereich, ist also ein gutes Arbeitspferd dafür, selbst bei gewissen 
kapazitiven Lasten.

Jens G. schrieb:
> Der TO will es aber nur ganz gemütlich haben.
Ist klar, aber wenn schon Stromquelle, dann sinnigerweise als Kaskode.


Flachtroll schrieb:
> Gibt dem Ansteuer Transistor einen Emitterwiderstand
Oder wenn schon Stromquelle, dann nicht für herbeigezauberte "5mA", 
sondern so, dass der im Emitterwiderstand fließende Strom dafür sorgt, 
dass die Ugs nie zu groß wird.

Wenn also der Rgs die obigen 47k hat und daran max. 10V abfallen sollen, 
dann ist das eine Strom von 10V/47k = 212µA. Und damit muss der 
Emitterwiderstand bei z.B. 3V3 Versorgung so berechnet werden: Re = 
(3V3-0,6V)/212µA = 12kOhm.

Dann begrenzt (wie auch bei der Kaskodenschaltung) schon der begrenzte 
Strom die Ugs und es ist keine Z-Diode mehr nötig.

Lothar M. schrieb:
> Dann würde ich aber gleich auf eine Kaskodenschaltung gehen. Wenn in der
> angehängten Schaltung die Vcc dann z.B. 5V ist, dann ist die Ugs maximal
> (5V-0V6)*47k/22k = 9V4. Und das auch, wenn die +15V mal +20V werden...

Danke Lothar, die Schaltung gefällt mir sehr gut.
Mit dem Strom der Gate-Ansteuerung kann ich problemlos auf 1mA 
raufgehen, das macht gesamthaft nicht so viel aus. Dann komm ich auf 10k 
und 2k7 bei 3.3V vom µC. Dann geht das Umschalten vom Mosfet schneller.

Ist das schnelle Schalten überhaupt ein Vorteil, wenn ich kapazive 
Lasten schalte? Oder ist langsamer besser, auch wenn das Langsamer auf 
Kosten der Verlustleistung im Fet geht?

Ich hab fertige High-Side-Switch gesucht. Die haben ja Lieferzeiten... 
(z.B. 127 Wochen)  Das einzige lieferbare was ich gefunden habe ist der 
Infineon BTS6133 bei Con* im TO252 Gehäuse. (Da freut sich die 
Lochrasterplatine). Ist immer ein lustiges Gefühl, eine 2.5mm²-Litze auf 
einen 0.6mm-Pin zu löten.

Beim BTS6133 brauch ich wirklich gar keine externen Bauteile, wenn ich 
den Sense-Output nicht benötige?

Norbert R. schrieb:
> Beim BTS6133 brauch ich wirklich gar keine externen Bauteile, wenn ich
> den Sense-Output nicht benötige?
Nein, brauchst du nicht. Und die Dinger habe ich nur kaputt bekommen, 
wenn ich eine zu dicke Induktivität schalten wollte (konkret war das ein 
großer Zugmagnet mit 24V und 8A).

> Dann komm ich auf 10k und 2k7 bei 3.3V vom µC.
Passt.

> Ist das schnelle Schalten überhaupt ein Vorteil, wenn ich kapazive
> Lasten schalte?
Eher nicht, denn da muss die Versorgung aber gut gepuffert sein, weil 
dann  der leere Kondensator schlagartig zum Versorgungskondensator 
parallel geschaltet wird und die Versorgung macht einen Knicks macht.

> Oder ist langsamer besser, auch wenn das Langsamer auf
> Kosten der Verlustleistung im Fet geht?
Ja. Wenn du nicht allzu oft schaltest würde ich es eher so machen. 
Allerdings ist es sinnvoller, die Schaltgeschwindikgeit mit einem 
Serienwiderstand einzustellen. Denn dann kann man ggfs. eine 
Schaltflanke mit einer Diode beschleunigen.