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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Passen Treiber und MOSFET für meine Bedingungen


Autor: Florian (Gast)
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Hallo,
ich steuere zur zeit mit einem atmega8 und drei Bipolartranistoren RGB 
LED Streifen an. Dazu benutze ich die drei PWM Ausgänge mit einer 
Frequenz von 31.25 kHZ jeweils im 8bit Modus. Nun wollte ich auf MOSFETs 
umsteigen und habe einen Treiber und ein MOSFET bei Reichelt gefunden:

Der Treiber: 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A21...

Das MOSFET: 
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=A162;GROUPI...

Das MOSFET habe ich einfach nach dem Kriterium des kleinsten RDS(on) 
gesucht, da ich manchmal welche gefunden habe mit einem Widerstand von 
0.044 Ohm und bei 10A wären dies schon 4.4 W Verlust, welches meiner 
Meinung nach schon sehr viel ist.

Den Treiber habe ich einfach so bei Reichelt gefunden. Ist auch der 
einzige, den sie da haben. Er scheint aber schnell genug zu sein.

Jetzt zu meiner Frage, bei dem Treiber steht er könne bei 2500pF in 20ns 
schalten und bei 6800pF in 40ns. Leider weiß ich jetzt nicht genau nach 
welcher Kapazität ich bei dem MOSFET schauen soll. Soll ich Ciss nehmen, 
was bei diesem hier 6450pF oder soll ich Qgs nehmen und dann durch U 
teilen welches dann die Kapazität ergibt? Kann mir dies bitte einer 
erläutern und schauen ob das überhaupt möglich ist was ich vor habe?

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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Also 31,25 kHz kommen mir schon reichlich schnell für eine einfache 
LED-Anwendung vor. Wozu die hohe Frequenz? Bei mir läuft sowas auf 
gemütlichen 100Hz. Damit hast du wesentlich weniger Umschaltverluste. 
gut, bei 20-40ns gehts natürlich auch so. Aber hast du dir mal überlegt, 
was du bei 10A, geschaltet in 20-40ns an Strahlung erzeugst? Ich selbst 
müsste mich erst mal schlau machen, aber aus dem Bauch raus sollte das 
ganz beachtlich sein. Freunde dich schonmal mit der Bundesnetzagentur 
an, die Beschwerden werden nicht lange auf sich warten lassen :-P Ob es 
so krass ist, weiß ich nicht, aber darüber nachdenken solltest du auf 
jeden Fall.
Dann find ich 3x10A für LED-Anwendungen auch ganz beachtlich. Lässt sich 
das nicht evtl. mit Serienschaltung durch höhere Spannung und weniger 
Strom ersetzen?
Zeig uns mal, wie die gesamte Schaltung aussieht und was du dir 
erwartest. Ich prophezeie einfach mal, dass sich dein Vorhaben auch ohne 
Treiber, mit billigeren Fets und Störärmer realisieren lässt.

Sorry für meine nur mäßig fundierte Kritik, aber ich denk da lässt sich 
noch einiges machen.

Gruß, Alex

Autor: Florian (Gast)
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Mhh,
du hast natürlich recht, 10A sind zu viel, war auch erst einmal rein 
hypothetisch. Durch deine Kritik habe ich gerade nachgemessen, wie viel 
Strom der LED Streifen zieht, dass sind nun 0.2A rot (1 Meter Streifen 
bzw 30 LED's) und die beiden anderen Farben liegen noch darunter. 
Demnach ist es sinnvoll eine Schaltung für maximal 3A oder kleiner zu 
bauen, pro Kanal.

Die PWM Frequenz ist absichtlich so hoch, da die LED's sonst bei 
niedrigen Tastverhältnissen (Werte von 0-255 sind einstellbar) bereits 
flackern. Ich könnte die 8MHz auch durch 1024 teilen, dann hätte ich 
7.8125kHz aber bereits dann stellt sich das Flackern ein.

Leider habe ich noch keinen Schaltplan angefertigt, bis jetzt ist das 
alles auf einem Steckbrett mit Biopolartransistoren als Endstufe (Es 
funktioniert bereits). Werde das aber demnächst mal tun.

Danke, auch für die Kritik :)

Autor: Samuel C. (dragonsam)
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So, jetzt habe ich das auch kapiert. Du redest von einer PWM-Frequenz 
von 31,25 kHz. Das ist aber die Timer-Frequenz. Die PWM-Frequenz liegt 
damit bei etwa 120Hz. Mit dem 1024er-Vorteiler liegt sie bei ungefähr 
30Hz, das ist zu wenig.
Lange Rede, kurzer Sinn: Deine PWM-Frequenz liegt bei 120Hz. Das spart 
schonmal viel Verlust ein.

MfG Sam

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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Florian schrieb:
> Mhh,
> du hast natürlich recht, 10A sind zu viel, war auch erst einmal rein
> hypothetisch. Durch deine Kritik habe ich gerade nachgemessen, wie viel
> Strom der LED Streifen zieht, dass sind nun 0.2A rot (1 Meter Streifen
> bzw 30 LED's) und die beiden anderen Farben liegen noch darunter.
> Demnach ist es sinnvoll eine Schaltung für maximal 3A oder kleiner zu
> bauen, pro Kanal.

Ah, ok, das ist natürlich eine andere Hausnummer :)


> Die PWM Frequenz ist absichtlich so hoch, da die LED's sonst bei
> niedrigen Tastverhältnissen (Werte von 0-255 sind einstellbar) bereits
> flackern. Ich könnte die 8MHz auch durch 1024 teilen, dann hätte ich
> 7.8125kHz aber bereits dann stellt sich das Flackern ein.

Hmm, das wundert mich. Meine LED-Leisten habe ich mit 100Hz angesteuert 
und das hat vorzüglich geklappt von 0-100%. Eventuell mag deine 
Versorgung die Taktung nicht so gerne. Hast du die mit nem ausreichend 
großen Kondensator gepuffert? Hab schon öfters die Faustformel 1000µF 
pro Ampere aufgeschnappt, an die halte ich mich und es klappte bis jetzt 
immer ganz gut. Ansonsten wäre natürlich doch die Schaltung hilfreich 
(reicht ja auch per Hand für einen Kanal).

//edit: oh, ok, an den Unterschied PWM-Frequenz <-> Timer-Frequenz hab 
ich nicht gedacht!

> Danke, auch für die Kritik :)
Immer gerne :)

wegen Mosfets: In meiner ersten Leiste hab ich die IRLZ 34N benutzt. 
Billig und Logic-Level. die kamen direkt an den PWM-Pin. Damit gibts 
auch weniger steile Flanken und damit weniger Störstrahlung. Ich glaub, 
RDS_on hab ich damals nur geschaut, dass es unter 100mOhm bleibt und gar 
nicht auf die Verlustleistung (hmm^^). Die Leiste (einzel-LEDs) läuft 
noch brav mit 600mA pro Kanal und glaub 18V aus nem alten Notebook-NT.
Für die zweite Leiste hab ich irgendwelche kleinen SMD-Mosfets benutzt, 
kann mich nur noch an "Hexfet" im Datenblatt erinnern. Die waren auch 
ziemlich günstig, recht kleines Qgs, kleiner RDS_on und schalten schon 
mit deutlich unter 5V ganz ordentlich. mögen zwar nur wenige Ampere, 
aber das reichte mir vollkommen aus. Ausschweif Aber gibt sicher noch 
viele andere interessante Typen. Die MOSFET-Übersicht kennst du?

Gruß, Alex

Autor: Florian (Gast)
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Hi,
ich sehe es jetzt auch, die Sache mit der Frequenz. Das kommt davon, 
wenn man sich die Formel nicht genau anschaut, aber gut.
Frage ist jetzt was für ein Schaltplan möchtest du haben? Die Schaltung 
wie sie jetzt ist, oder möchtest du einen Vorschlag mit dem MOSFET?
Gruß Florian

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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ich hatte den post schon abgeschickt und dann erst die antwort von Sam 
gesehen und nur kurz dss //edit eingefügt. damit hat sich das mit dem 
flackern ja erledigt und ich hätt den absatz auch einfach wieder löschen 
können. deine letztendlich 120Hz stimmen ja quasi mit meinem Vorschlag 
überein und die Schaltung macht auch alles richtig :) zu schnell sollten 
die mosfets aber trotzdem nicht schalten (wegen treiber), die 
Abstrahlung kommt ja primär von der Schaltgeschwindigkeit. Gibts auch 
nen Artikel hier in der Artikelsammlung. Glaub unter dem Stichwort EMV. 
Keine Ahnung, ob das bei 200mA schon ne große Rolle spielt.
Falls du sowieso nen Schaltplan für ne Platin machst, kannst den ja noch 
reinstellen zum drüberschaun, aber gibt ja schon zig Threads, aus denen 
man sich die Ansteuerung und eventuelle Stolperfallen rauslesen kann.

Gruß, Alex

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