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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik P-MOSFET Logic Level??


Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

Ich möchte meinen Stepup-Wandler abschaltbar machen.
Dazu wollte ich einen P-MOSFET in Reihe vor dem Aufwärtswandler 
schalten, der von einem LMC555 Baustein gesteuert werden soll.
Am Ausgang des LMC Bausteins stehen 5V zur Verfügung.
Zudem erzeugt der Stepup-Wandler Stromspitzen von 5A bei 500KHz.
Da er einen Strom von 2A am Ausgang bereitstellen soll.
Im Anhang ist ein Bild so wie ich mir das vorstelle.

Meine Fragen sind:

1. reicht der LMC555 aus um den P-MOSFET aufzusteuern?
Der braucht doch bestimmt mehr als 10mA um voll durchzusteuern oder?

2. Wie sieht es mit der Verlustleistung am P-MOS aus? bei Spitzen von 
max 5A in der Speicherdrossel?

3. Fleißt evtl. Strom von der Speicherdrossel des Step-UP zurück in den 
P-MOS und könnte den zerstören, wenn dieser sperrt??

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Sebastian schrieb:
> Hallo,

> 1. reicht der LMC555 aus um den P-MOSFET aufzusteuern?
> Der braucht doch bestimmt mehr als 10mA um voll durchzusteuern oder?

Hängt von der Schaltfrequenz ab (nicht frequenz des Step-Up), 
normalerweise ja. MosFETs schalten stromlos, also muss die 
LMC555-Leistung nur reichen, um die Gate-Kapazität umzuladen (Nur 
während des Ein- bzw Ausschaltens fließt ein Strom).

> 2. Wie sieht es mit der Verlustleistung am P-MOS aus? bei Spitzen von
> max 5A in der Speicherdrossel?

Hängt vom Typ ab. Sollte aber auch mit kleinen SO8 SMD-Fets noch machbar 
sein.

> 3. Fleißt evtl. Strom von der Speicherdrossel des Step-UP zurück in den
> P-MOS und könnte den zerstören, wenn dieser sperrt??

Eventuell.
Einfach Kondensator nach dem Mosfet und vor dem Schaltregler einbauen 
(dicker Elko). Der "Frisst" die Strom/Spannungsspitzen.

Autor: Sebastian (Gast)
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Also der LMC555 schaltet nach 60s ab und wird dann nach 2s wieder 
retriggert, das sollte langsam genug sein.

innerhalb der 60s soll auch der P-MOS durchschalten. Er soll nur sperren 
innerhalb der 2s die der Trigger aus ist.


Laut Datenblatt leifert der LMC555 10mA am Ausgang (falls ich mich nicht 
versehen hab).
d.H. ich brauche ein P-MOS der bei 5V und mit 10mA am Gate umgehen kann 
mit einem geringen Rds um nicht alszu viel Leistung zu verbraten.

Autor: Michael (Gast)
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Mag eine dumme Frage sein aber wie willst du den P-MOS abschalten? Muss 
dafür Ugs nicht ein gewisses Potential (z.B. 0V ;)) annehmen? Und wie 
soll das so erreicht werden?

Autor: Sebastian (Gast)
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wenn der output am LMC555 nach 60s von 5V auf 0V springt und er diesen 
2s hält.

So dachte ichs mir. Der LMC555 wird benötigt, damit der Prozessor 
ordnungsgemäß herunterfahren kann. der LMC wird über einen heartbeat vom 
Prozessor retriggert und der Output ist 5V. Bleibt der heartbeat aus 
hält der LMC555 noch 60s lang die Spannung von 5V bevor er auf 0V 
schaltet und damit der P-MOSFET auch den 24V Ausgang ausschaltet.

So hab ich mir das gedacht. Allerdings hab ichnochnie etwas mit 
P-MOSFETs zutun gehabt. Daher fällt mir die Auswahl schwer.

Autor: Michael (Gast)
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Wenn das Gate des P-Mos auf 5V liegt hast du, nach obiger Zeichnung, ein 
Ugs von -11V, der P-Mos leitet also. Geht das Gate auf 0V "steigt" Ugs 
von -11V auf -16V, der P-Mos leitet also noch besser. Und ich bin jetzt 
nur mal von der geringsten Eingangsspannung ausgegangen ;)

Autor: yalu (Gast)
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> 1. reicht der LMC555 aus um den P-MOSFET aufzusteuern? Der braucht
> doch bestimmt mehr als 10mA um voll durchzusteuern oder?

Ja, Michael hat schon recht:

Nicht der Strom ist das Problem, sondern die Spannung. Damit der Mosfet
sperrt, muss Ugs (annähernd) 0 sein. Damit er leitet, muss Ugs 
mindestens
-5V..-10V (je nach Mosfet-Typ) sein, darf aber -20V nicht überschreiten
(sonst kaputt).

Beides ist mit dem 5V-Ausgang des LMC555 nicht direkt zu erreichen.

Mit einem Standard NPN-Transistor (BC547 o.ä.) und zwei Widerständen
ginge aber Folgendes:

Ausgang LMC555 an Basis des BC547
Emitter des BC547 über 39kΩ an GND
Kollektor des BC547 an Gate des Mosfets
100kΩ von Gate nach Source

Ein High an der Basis de BC547 schaltet den Mosfet ein, ein Low wieder
aus. Ugs wird unabhängig von der Eingangsspannung (16..24V) auf etwa
-11V bis -12V begrenzt. Der Mosfet muss kein Logic-Level-Typ sein. Der
Mosfet bleibt auch dann noch sicher ausgeschaltet, wenn man die
Versorgung des LMC555 wegnimmt, was in deinem Fall evtl. ebenfalls
wichtig ist.

Autor: Sebastian (Gast)
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@yalu @Michael
Danke, euch beiden.

Da hatte ich wohl einen bösen Denkfehler bezüglich der Ansteuerung des 
P-MOSFETs.

Dann werde ich mich mal auf die Suche nach einem P-Mos mit niedrigem
R_ds machen. Hoffe die sind nicht allzu teuer.

Autor: Michael (Gast)
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IRF9140 fällt mir so spontan ein. Der hatte, so meine ich, ein Rds(on) 
von typ. 0.2 Ohm

Autor: yalu (Gast)
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Ich nehme für solche Spannungen und Ströme oft den IRF5305, weil man ihn
an jeder Ecke für 0,6-0,7€ bekommt, wahlweise in TO-220 (THT) oder D²PAC
(SMD). Kenndaten: 55V, 31A und 0,06Ω.

Wenn du aber die Tabellen einschlägiger Hersteller aufschlägst, wirst du
feststellen, dass das Angebot in diesem Bereich nahezu unendlich ist und
es für deinen Geschmack (Gehäuseform, Preis) sicher auch welche mit
kleinerem RDSon gibt.

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