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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Treiber für Push-Pull 12V?


Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Hallo zusammen,

ich möchte mit meinem AVR eine Last von 100mA sowohl gegen Masse als 
auch gegen +12V schalten (Push-Pull). Der AVR läuft bei 3,3V (V_OH = 
2,3V, V_OL = 0,5V), die Schaltfrequenz ist <5kHz.

Ich hab mich im Artikel Pegelwandler umgeschaut, aber die dort 
vorgeschlagenen Treiber sind alle mehrkanälig und/oder passen nicht mit 
meinen Logikpegeln zusammen.

Mit welchen Teilen kann ich diesen Treiber zweckmäßigerweise aufbauen? 
Kann ich dafür ein FET-Paar wie den irf7389 verwenden (siehe Anhang)?

Grüße
Steffen

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Hmm, ich sehe gerade, R_DS (on) steigt ab <3V extrem an. Mein AVR 
garantiert mir aber nur V_OH = 2,3V...

Gibt es da Paare, die mit niedrigerer Gatespannung auskommen? Oder gibt 
es eine andere Lösung?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei 100mA könnte man direkt einen Mosfet Treiber (wie z.B. den 7667) 
verwenden, also ohne extra Mosfets usw.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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IRF7667? Das ist doch ein einfacher P-MOSFET, oder? Damit kann ich keine 
Gegentakt-Ausgangsstufe aufbauen, weil der N-Kanal fehlt.

Dafür habe ich eben den IRF7317 gefunden. N- und P-Kanal MOSFET mit R_DS 
(on) bei ~0,04 Ohm bei 2 V! Geht das?

Meine ursprüngliche Frage zielte aber auch darauf ab, wie man 
üblicherweise so einen Treiber aufbaut. Macht man das so, wie ich es mir 
gerade vorstelle oder gibt es da andere, einfachere Lösungen (wobei ich 
die hier schon ziemlich einfach finde)? Spricht etwas gegen diese Lösung 
mit den MOSFETs?

Steffen

Autor: Jupp (Gast)
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www.irf.com

Autor: yalu (Gast)
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> IRF7667? Das ist doch ein einfacher P-MOSFET, oder? Damit kann ich
> keine Gegentakt-Ausgangsstufe aufbauen, weil der N-Kanal fehlt.

Benedikt meinte vermutlich den ICL7667.

> Dafür habe ich eben den IRF7317 gefunden. N- und P-Kanal MOSFET mit
> R_DS (on) bei ~0,04 Ohm bei 2 V! Geht das?

Ja. Bei hohen Frequenzen und Strömen würden bei direkter Ansteuerung
mit dem AVR die langen Schaltzeiten und die damit verbundenen
Schaltverluste stören. Von diesem Problem bist du aber mit 5kHz und
0,1A noch weit entfernt.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Ach so: ICL7667, nicht IRF7667. Ich hab mir den Baustein gerade 
angeschaut. Das ist genau das, was ich suche! Allerdings finde ich ihn 
bei den einschlägigen Händlern nur als PDIP-8. Den IRF7317 finde ich 
auch als SOIC-8, was mir lieber wäre.

Hat der ICL7667 gegenüber dem selbstgestrickten Push-Pull-Treiber mir 
IRF7317 irgendwelche Vorteile (ich kann keine erkennen)?

Nochwas, der Eingang des N-Kanals im IRF7317 ist mit einer Kapazität von 
900 pF angegeben. Soll ich da einen Vorwiderstand einbauen?

Steffen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Steffen Hausinger (Gast)

>auch als SOIC-8, was mir lieber wäre.

MIC 4424, bei RS.

MFG
Falk

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Ich bin Endkunde, deshalb ist RS leider schlecht. Der Bereich der 
Ausgangsspannung (V_OL und V_HL) des MIC4424 sehen aber sehr interessant 
aus! Leider verfehlt er meine Vorgaben trotzdem knapp: V_IH sind 2,4 V, 
mein AVR garantiert aber nur V_OH = 2,3 V.

Aber falls Dir/Euch ein ähnlicher IC einfällt, nur heraus damit!

Spricht denn ansonsten etwas dagegen, den Push-Pull Treiber aus einem 
IRF7317 aufzubauen?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Steffen Hausinger (Gast)

>aus! Leider verfehlt er meine Vorgaben trotzdem knapp: V_IH sind 2,4 V,
>mein AVR garantiert aber nur V_OH = 2,3 V.

Mach dir mal nicht ins Hemd. Ausserdem sind das die akademischen Werte. 
Real macht dein AVR bei kleinen Lasten unter 10mA Locker 3V++, bei 3.3V 
Vcc.

>Aber falls Dir/Euch ein ähnlicher IC einfällt, nur heraus damit!

Ähnlcihe Typen gibts sicher bei Reichelt.

>Spricht denn ansonsten etwas dagegen, den Push-Pull Treiber aus einem
>IRF7317 aufzubauen?

Ja, der Aufwand.

Die Klassiker haben wir alle vergessen.

L6202
L297

Such mal bei reichelt nach driver und such dir den schönsten aus.

MFG
Falk

Autor: yalu (Gast)
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Ich habe jetzt erst gelesen, dass du nicht VCC, sondern 12V schalten
möchtest. Dann geht das mit dem Doppel-MOSFET doch nicht ganz so
einfach, da du 12V am Gate des P-MOSFET brauchst, um diesen zu
sperren. Du brauchst also bereits einen Pegelwandler, um die MOSFETs
anzusteuern, was das Ganze etwas komplizierter macht.

Dabei tritt aber ein weiteres Problem auf: Wenn du beide Gates mit
demselben Signal ansteuerst, sind während des Schaltvorgangs beide
MOSFETs gleichzeitig leitend, was umso schädlicher ist, je länger das
Umschalten dauert.

Solche und andere Probleme sind bei den integrierten Treibern wie dem
ICL7667 schon gelöst.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Falk, das hat doch nichts mit "ins Hemd machen" zu tun. Warum soll ich 
eine Schaltung unsauber aufbauen und hinterher die Fehler suchen? 
Womöglich kommt am Ende dann raus, dass es so nicht funktioniert und ich 
die Schaltung nochmal dimensionieren kann.

Ich schau mal bei Reichelt, was es da so gibt. SOIC-8 wäre schön, 
hoffentlich finde ich etwas passendes.

Yalu, kann ich den Ausgang meines AVR (OC) wie unter Pegelwandler 
beschrieben mit einem Pull-Up auf 12V ziehen? Damit sperrt der P-MOSFET 
sauber.

Das Problem mit dem Umschalten, wo für einen kurzen Moment beide 
Transistoren leiten, tritt aber doch immer auf und hat nichts mit dieser 
Pegelanpassung zu tun, oder?

Steffen

Autor: Andreas K. (a-k)
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Steffen Hausinger wrote:

> Yalu, kann ich den Ausgang meines AVR (OC) wie unter Pegelwandler
> beschrieben mit einem Pull-Up auf 12V ziehen?

Nur mit recht viel Strom und nur ein einziges Mal.

M.a.W: Nein, die Schutzdiode stört dabei. Mit wenig Strom bleibt der 
Ausgang bei VCC+0,6V hängen. mit viel Strom wächst VCC auf 11V an.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Welche Schutzdiode? Die des AVR? Der hat ja, wie geschrieben, einen Open 
Collector (OC) Ausgang. Im Artikel Pegelwandler wird diese Variante 
jedenfalls so beschrieben.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Steffen Hausinger (Gast)

>Yalu, kann ich den Ausgang meines AVR (OC) wie unter Pegelwandler
>beschrieben mit einem Pull-Up auf 12V ziehen? Damit sperrt der P-MOSFET
>sauber.

Pegelwandler sagt dir, warum es nicht geht.

>Das Problem mit dem Umschalten, wo für einen kurzen Moment beide
>Transistoren leiten, tritt aber doch immer auf

Nöö, nicht wenn die Schaltung gut gebaut ist.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Steffen Hausinger (Gast)

>Welche Schutzdiode?

Ja.

> Die des AVR?

Ja.

> Der hat ja, wie geschrieben, einen Open
>Collector (OC) Ausgang.

Wer sagt denn sowas? Und selbst OC Ausgänge haben manchmal Schutzdioden 
(Z-Dioden).

> Im Artikel Pegelwandler wird diese Variante
>jedenfalls so beschrieben.

Dann lies nochmal GENAU!

MFG
Falk

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Okay, ich habe im Datenblatt des AVR nachgesehen und der Pin hat 
tatsächlich eine Schutzdiode. Den OC Ausgang stört das natürlich nicht, 
weil die Diode parallel zum Pull-Up Widerstand liegt.

Aus dem Artikel Pegelwandler kann ich das aber nicht rauslesen ("Am 
einfachsten geht das mit einem Open Collector Ausgang, einfach einen 
Pull-Up hinzufügen (an die hohe Spannung) und fertig."). Was aber 
drinsteht, ist, dass die Schaltgeschwindigkeit verringert wird. Na gut, 
diese Lösung ist also nicht optimal.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Apropos OC: Welcher Ausgang eines AVR ist denn OC?

Und die Diode liegt nur dann parallel zum Widerstand, wenn VCC=12V.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Andreas Kaiser (a-k)

>Apropos OC: Welcher Ausgang eines AVR ist denn OC?

Bei einigen AVRs RESET. Sonst AFAIK keiner. Sind ja keine 
steinzeitlichen 8051er ;-)

MFG
Falk

Autor: Andreas K. (a-k)
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Stimmt eigentlich. Wenn man den Reset-Pin verwendet, dann stört die 
Schutzdiode nicht, weil an dem Pin tatsächlich keine ist. Dass der AVR 
dabei in den HV-Prog Modus wechselt, ist ganz bestimmt kein Problem. ;-)

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
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Stimmt, der hat keinen OC, sondern einfach nur einen zuschaltbaren 
Pull-Up Widerstand. Ich habe mich in dem Punkt geirrt.

Übrigens habe ich einen Versender für den ICL7667 in SOIC-8 gefunden. Es 
gibt ihn bei Segor und Schuricht, letzterer hat ihn sogar auf Lager.

Danke an alle, die mir geholfen haben!
Steffen

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