Hallo Leute, mal eine kleine schnelle Frage für zwischen durch. Ich hab nun lange hin und her gesucht und nicht die gewollte Erkenntnis erreicht. Mein Problem: Ich möchte mit einem µC eine Spannung von 12V und einigen mA schalten, vielleicht so 100-200mA. Die Last sind dabei RGB-LED-Strips. Weitere Anforderungen an das Bauteil sollte noch Geschwindigkeit (PWM der LEDs) und ein geringer Stromverbrauch sein. Ich dachte an LOW LEVEL N-MOSFETs, die kann man doch direkt an den µC schalten, oder? Oder doch normale bipolar Transistoren? Könnte ich den BS170 für meine Bedürfnisse nehmen? Der ist ja recht günstig, da ich 72 Stück brauche. (Bestellen werd ich sicher noch eine reserve, also 100Stk.) http://www.reichelt.de/?ARTICLE=5856;PROVID=2028;&utm_source=Preisvergleich&utm_medium=CPC&utm_campaign=google_feed Dort steht ja, das der MOSFET +20V Spannung braucht um voll durch zusteuern, könnte dann ein nicht ganz durchgesteuerter MOS zu Problemen führen. Freue mich über jede Antwort!! Schöne Grüße Kai
Du müsstest schon einen Blick ins Datenblatt werfen. Da steht drin, wieviel mA er schalten kann. Bedenke aber, dass die Ausgangsspannung bei vielen µ-Controllern gerade mal 4,5V beträgt. Das Gateway würde ich aber über einen Widerstand anschließen ~10k. Ein bipolarer Transistor wäre sicherlich einfacher, aber würde natürlich auch etwas mehr Strom benötigen...
> Dort steht ja, das der MOSFET +20V Spannung braucht > um voll durch zusteuern Die Angaben sind eher für 10V, aber richtig, mit 5V stsuert er nicht voll durch und hat daher schon bei 200mA eher höhere Verluste bis 1 Volt/0.2Watt, so daß ein Bipolartransistor wie BC337 besser wäre. Ausserdem sind BS170 empfindlich, das Gate lässt sihc durch statische Aufladung leicht zerstören, dann leitet er immer. Nimm also LogicLevel MOSFETs wie IRF7301, die sind auch 30 Jahre moderner als die BS170 und du brauchst nur 36.
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Kai Krestegal schrieb: > Dort steht ja, das der MOSFET +20V Spannung braucht um voll durch > zusteuern, Schau nochmal ins Datenblatt, vor allem das angehängte Diagramm. 5V Vgs reichen schon für so 750mA, und du brauchst nur 200mA. Trotzdem, schau dich mal nach besseren FETs um, der BS170 ist schon "recht alt", inzwischen gibts da viel besseres (leider auch meist teureres)...
Also, erstmal ein großes Danke an alle!!!! Fassen wir mal zusammen: Der BS170 schaltet nicht voll durch, sollte vom Strom reichen, aber Verbraucht auch etwas mehr Leistung. Ein bipolar Transistor könnte dann einfacher verbaut werden. Ein BS170 ist sehr empfindlich gegen statische Aufladung des Gates. Der IRF7301 beinhaltet zwei MOSFETs, daher spart man an der Stückzahl, jedoch auch teurer. Meine Fragen: Der IRF7301 schaltet aber auch nicht ganz durch. Hab mal das Datenblatt angeschaut, bei 4-5V Gate-Source fließen ja auch schon knapp 2A wenn ich das richtig deute, aber da lass ich mich gerne eines besseren belehren. Bei einem bipolar Transistor muss ich doch aber auch auf die Schaltgeschwindigkeit achten, oder? Jemand zufällig einen für solche Anwendungen zur Hand? Finds aber wirklich klasse, das soviele sich dafür interessieren..großes DANKE! Schöne Grüße Kai
Kai Krestegal schrieb: > Bei einem bipolar Transistor muss ich doch aber auch auf die > Schaltgeschwindigkeit achten, oder? An wieviel MHz hattest du denn gedacht?
Also ich denke mal, das ich nicht schneller schalten kann als mein Atmega. Vielleicht im kHZ Bereich...also das man es mit dem Auge nicht mehr erkennt. Denke mal, da muss ich nicht wirklich weit hoch.
@ Kai Krestegal (kaya) >Der BS170 schaltet nicht voll durch, sollte vom Strom reichen, aber >Verbraucht auch etwas mehr Leistung. Er wird dadurch ziemlich heiß. Laut Datenblatt bleiben bei 5V am Gate und 200mA ca. 0,5V hängen, macht 100mW. Naja, geht so. >Ein bipolar Transistor könnte dann einfacher verbaut werden. Nö, der braucht noch einen Basiswiderstand. Ok, fairerweise braucht auch der MOSFET einen Pull-Down Widerstand am Gate (nicht Gateway, wir sind hier nicht auf dem Flughafen). >Ein BS170 ist sehr empfindlich gegen statische Aufladung des Gates. Quark, man kann auch den Teufel an die Wand malen. Wenn man ein paar Grundlagen von ESD-gerechtem Arbeiten beachtet, passiert da gar nichts. >Der IRF7301 beinhaltet zwei MOSFETs, daher spart man an der Stückzahl, >jedoch auch teurer. Naja, BS170 kostet bei Reichelt 14 Cent, IRF7301 38 Cent, sprich 19 Cent/MOSFET. Man kann auch Pfennigfuchser sein . . . >Der IRF7301 schaltet aber auch nicht ganz durch. Doch, denn das ist ein Logic Level MOSFET. > Hab mal das Datenblatt >angeschaut, bei 4-5V Gate-Source fließen ja auch schon knapp 2A wenn ich >das richtig deute, aber da lass ich mich gerne eines besseren belehren. Reicht das nicht, wenn man 200mA schalten will? Der hat bei 4.5V am Gate maximal 200 mOhm, macht bei 200mA gerade mal 40mV bzw. 8 (ACHT) mW Verlustleitung. >Bei einem bipolar Transistor muss ich doch aber auch auf die >Schaltgeschwindigkeit achten, oder? Ja, die hängt aber eher von der Beschaltung ab. Für bissel PWM mit ein paar hundert Hertz reicht ein einfacher Basiswiderstand. > Jemand zufällig einen für solche > Anwendungen zur Hand? BC337 tut es. >Finds aber wirklich klasse, das soviele sich dafür interessieren..großes >DANKE! Was tut man nicht alles, um die Grundlagen 1001 mal zu wiederholen . . . MFG Falk
So also, machen wir es mal fest. Ich nehm den IRF7301 für meine Anwendung. Werd mir nachher nochmal das Datenblatt anschauen und die Grundlagen auffrischen. Hatte die Sachen mal ein Semester in Elektronik, aber da ist wohl doch schon ne Menge verloren gegangen oder nicht hängen geblieben. Wenn ich das auch richtig verstehe, kann ich den MOS ja auch direkt verdrahten und mit nehm Pull-down versehen. Aber wie gesagt, werd mich da heut Abend mit beschäftigen, muss jetzt noch was reißen^^ Schöne Grüße Kai
Kai Krestegal schrieb: > Bei einem bipolar Transistor muss ich doch aber auch auf die > Schaltgeschwindigkeit achten, oder? Nein. > Jemand zufällig einen für solche > Anwendungen zur Hand? Ein BC550C kostet bei Conrad gerade mal 8ct. Wenn es auch SMD sein darf, gehts auch noch billiger. Gruss Harald
Wenn du ihn gerade da hast, nimm doch den BS170. Das klappt schon. Wenn du Zweifel hast, mach 2 Stück parallel. Gruss K.
> Schau nochmal ins Datenblatt, vor allem das angehängte Diagramm. > 5V Vgs reichen schon für so 750mA, und du brauchst nur 200mA. Oje noch einer, der keine Datenblätter lesen kann. Das Diagramm ist TYPISCH, d.h. der tatsächlich gekaufte MOSFET kann schwanken. Und leider liegen die Schwankungen der Ugs bei MOSFETs im Bereich von 1:2. Damit leitet der MOSFET wenn's dumm kommt keineswegs 750mA bei 5V Ugs, nicht mal 375mA weil das 1:2 andersrum geht: Es kann eine Ugs von 3.5V bis 7V dafür nötig sein. Und 7V hat er nicht. Bitte gib nächstes mal nicht mehr so hanebüchene "Tips", sondern lern vorher noch was. Bei MOSFETs steht normalerweise dran Ids@Ugs=xxV, diese xxV ist die Spannung die der MOSFET am Gate erwartet, das prüft der Hersteller, der Rest ist nur Schönfärberei.
@Falk Ups, sorry, ich meinte natürlich Gate! Ein Pulldown-Widerstand ist nicht verkehrt, aber ich würde auch bei der Verbindung vom µC zum Gate einen 10k-Widerstand einbauen als Strombegrenzung, falls mal der BS170 kaputt geht. Aber die Dinger sind wirklich relativ robust. Ich hatte hier zum Teil Steckschaltungen und die Dinger haben überlebt obwohl ich keine ESD-Schutzmaßnahmen getroffen hatte.
Also haben tue ich zwar ein paar verschiedene Sorten, jedoch nicht genug für mein Vorhaben. Brauch insgesamt 72Stk. >Naja, BS170 kostet bei Reichelt 14 Cent, IRF7301 38 Cent, sprich 19 >Cent/MOSFET. Man kann auch Pfennigfuchser sein . . . Ich hab ihn nur für 99Cent gefunden. Werd mir mal den BC550C anschauen. Dachte eigentlich, das es mit Low Level MOSFETs irgendwie leichter geht..also nicht die Anwendung, sondern das heraus suchen eines passenden...tue mich da schwer, aber dann nehm ich halt wieder nen ollen bi.Transistor Grüße Kai
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So ich nochmal, hab jetzt rum geschaut und hab diesen MOSFET gefunden IRF7103. Hab die Kennlinie mal angehangen. Der sollte doch funktionieren und das doch auch gut. Oder hab ich da wieder Probleme mit dem Verbrauch, weil irgendwas nicht ganz durchsteuert? >Damit leitet der MOSFET wenn's dumm kommt keineswegs 750mA bei 5V Ugs, >nicht mal 375mA weil das 1:2 andersrum geht: Es kann eine Ugs von 3.5V >bis 7V dafür nötig sein. Und 7V hat er nicht. Also die Kennlinie zeigt nur den "typischen" Verlauf, aber kann das wirklich soweit abweichen (1:2)? In dem Datenblatt steht unter R_DS(ON) Static Drain-to-Source On-Resistance: Max.: 0,2 Ohm bei U_GS=4,5V bei I_D=1,5A Kann ich mit den Werten was anfangen? Da ich ja max. I_D=200mA haben werde. Lässt mich die Tabelle dann auf die Leistung unter 200mA schließen? Also: P = R * I^2 = 0,2 Ohm * (0,2A)^2 = 0,008 W
@ Sven Z. (treito) >Ein Pulldown-Widerstand ist nicht verkehrt, aber ich würde auch bei der >Verbindung vom µC zum Gate einen 10k-Widerstand einbauen als >Strombegrenzung, falls mal der BS170 kaputt geht. Unsinn. Fährt du mit zwei Sturzhelmen auf dem moped? Eher nicht. @ Kai Krestegal (kaya) >hab jetzt rum geschaut und hab diesen MOSFET gefunden IRF7103. Ach, jetzt erst, nachdem er ein halbes Dutzend mal vorgeschlagen wurde. >Also die Kennlinie zeigt nur den "typischen" Verlauf, aber kann das >wirklich soweit abweichen (1:2)? Ja. >Max.: 0,2 Ohm bei U_GS=4,5V bei I_D=1,5A Sieht so aus. >Kann ich mit den Werten was anfangen? Sicher. >Also: P = R * I^2 = 0,2 Ohm * (0,2A)^2 = 0,008 W Genau. MFG Falk
@Falk Hier war ein Zahlendreher im Thread und vorgeschlagen wurde ein IRF7301. Den habe ich bei Reichelt nicht finden können. Naja der Vergleich mit 2 Sturzhelmen hinkt, da der eine Widerstand ein Pulldown-Widerstand wäre und der andere ein Strombegrenzer. 2 verschiedene Aufgaben...
> Kann ich mit den Werten was anfangen? > Max.: 0,2 Ohm bei U_GS=4,5V bei I_D=1,5A Klar. Du weisst nun, das der MOSFET MAXIMAL einen so hohen Einschaltwiderstand hat (der Hersteller testet sogar diesen Wert aus dem Datenblatt) also kannst du z.B. die Verlustleistung berechnen. Das DIAGRAMM zeigt typisch 8A (aber IRF17103 statt IRF7103) Man sieht also, wie weit TYPISCH von GARANTIERT abweicht. Hoffentlich hat Εrnst B✶ es inzwischen auch begriffen.
Den P-Kanal-Komplementärtransistor BS250 (in etwa grob datengleich mit dem BS170) habe ich gegenwärtig an einer LWL-Schnittstelle eines UART am 8051, welcher 5V-Spannungen hat. Das läuft auch ausgezeichnet, mit 1,5 MegaBaud. Der LED-Strom beträgt 30mA. Ein guter Kompromiß für das Jahr 1998, heute gibt es natürlich sicher was moderneres. Logic-Level-FET. Womit bei Logic-Level sicher nur U_GS gemeint ist.
Okay, danke euch. Oh ja im Diagramm hab ich ne falsche Bezeichnung rein geschrieben, so schnell kann das gehen. (eine "1" zuviel, gemeint ist natürlich IRF7103) @ Falk Brunner >Ach, jetzt erst, nachdem er ein halbes Dutzend mal vorgeschlagen wurde. Ich hatte erst nach dem IRF7301 gesucht und hab dann bissel geschaut und bin auf den IRF7103 gestoßen, der wohl dann auch gemeint war. @ all Danke für eure Hilfe, ich werd mir die IRF7103 bestellen. Wenn es geklappt hat, dann schreib ich das gerne nochmal hier rein, aber das wird sicher noch dauern, da ich vorher noch einiges zu planen hab. Schöne Grüße Kai
Wilhelm, du bist lang genug dabei, daß du weisst, daß solche Beiträge wie von dir absolut blöde sind. Bomb the party ? Wozu ? Es ist bereits erwähnt worden, daß solche MOSFETs nicht alle gleich sind sondern unterschiedlich: "kann eine Ugs von 3.5V bis 7V dafür nötig sein." Es ist schön, wenn dein MOSFET zufällig bei 5V ausreichend leitet. Aber das ist nicht immer so. Er ist die falsche Wahl, das falsche Modell, nach Datenblatt nicht geeignet. Und dein Tip, so was gerade Anfängern als problemlos zu empfehlen, ist grobe Volksverarschung. Erwischt er ein Modell, welches bei 5V nicht ausreichend leitet, sucht er in seiner Schaltung sich den Wolf nach dem Fehler , denn du hast ihm ja den Transistor als geeignet empfohlen. Mach so einen Blödsinn besser nicht mehr, Es GIBT passende Bauteile, nicht mal viel teurer oder schwerer beschaffbar. Es MACHT KEINEN SINN den uralten und unzureichenden BS170 zu empfehlen.
Ach was mir aber noch einfällt, bevor ich das vergesse. Ich werd dann nen kleinen Widerstand (vielleicht 1kOhm) zwischen µC und Gate legen und einen Pulldown von Gate zu GND (10k Ohm). Also den 1kOhm nur für die Strombegrenzung in den Eingang des µC.
@Kai Krestegal (kaya) >Also den 1kOhm nur für die Strombegrenzung in den Eingang des µC. NEIN! Das ist Käse und irgendwann kontraproduktiv. Macht dir mal nicht zuviel Gedanken, dein AVR schaltet so einen kleinen MOSFET problemlos. OHNE Vorwiderstand. MFG Falk
Okay alles klar. Nur Pulldown-Widerstand von 10kOhm und das wars ;-) Danke für eure Hilfe, werd dann auch berichten :-) Schöne Grüße
Hey Leute, so hab heut nochmal geschaut und bin mir nun unsicher. Hab das auch schon in einem andern Beitrag geschrieben, aber noch keine Antwort bekommen. Hier mein Eintrag aus dem anderen Beitrag: >Hi Leute, >es ist zwar schon eine Weile her, dass das Thema hier diskutiert wurde, >aber ich hab mir jetzt auch einige TLC5940 bestellt. Ich will jetzt aber >nicht direkt die LEDs mit dem TLC verbinden, da ich dachte, das er dann >die Beine von sich streckt. Meine LEDs sind auf einem RGB-LED-Strip (12V >und max 400mA je Meter) von dem ich je 30cm ansteuern möchte, also 120mA >für R,G und B. Das würde ja bedeuten, dass ich nur 40mA pro Kanal >benötige. Wäre es denkbar insgesamt 4 LED-Strips a 30cm am TLC5940 zu >betreiben? >Das wären dann ja pro Kanal max. 40mA und das 4mal je drei Farben: >I_max = 40mA 3Farben 4Strips = 480mA bei 12V >Ist das möglich? Ich dachte die ganze Zeit er könne nur insgesamt 120mA >maximal auf allen 16 Kanälen. Geht das vielleicht? Dann kann ich mir ja die ganzen MOSFETs sparen. Ach man ich hoffe ihr habt noch Haare aufm Kopf, mit meinem hin und her hier...schrecklich, aber ich möchte auch nix falsch machen. Und irgendwo soll es ja nachher funktionieren und ich hatte bei dem TLC5940 Sorgen, wegen dem Strom und vor allem brauche ich ja für die blöden RGB-LED-Strips 12V. Ach und was mir noch einfällt, die LED-Strips haben eine Common Anode, also müsste ich nen GND zu den jeweiligen LEDs schalten...geht das? Das war jetzt ne Menge, ich freu mich aber schon auf die Antworten :-) Wünsch allen einen schönen Abend und einen schönen Feiertag Kai
Kai Krestegal schrieb: > Geht das vielleicht? Dann kann ich mir ja die ganzen MOSFETs sparen. Bei 72 Stück, überlege dir eine Schaltung aus einfachen billigen Bipolartransistoren. Meinetwegen z.B. eine Kombination aus BC547 und BC161, oder BC547 und BD140. Oder direkt Darlington BD675. Es müssen bei weitem keine MOSFET sein. Übrigens sah ich bisher keine einzige industrielle Schaltung aus dem Konsumer-Bereich, wo MOSFET in LED-Schaltungen verwendet werden. Außer mein Demo-Board mit dem LWL-Transmitter, ist aber ein Einzelstück. Die sind da für sowas viel zu teuer.
@ Wilhelm Ferkes (ferkes-willem) Also ich bin bis jetzt mit dem Ansatz des Strom sparens ran gegangen, daher kam ich auf MOSFETs. Also das ganze ist nachher eine 6x4 Matrix und ich dachte das ganze mit einem Atmega zu steuern über 6 TLC5940, also 1 TLC5960 für 4 Elemente. Aber ich wusste nicht, ob das auch ohne MOSFETs oder bipolar Transistoren funktionieren würde, also nur über den TLC. Hm...bei Reichelt hätte ich nen Preis von 18,46€ für 42x IRF7103 und 100x 10kOhm (pulldown) Widerstände. Würd ich investieren, wenn es denn nachher funktioniert. Aber schön wäre es wenn man sich das ganze sparen könnte, wenn der TLC5940 das von Haus aus mitbringt.
Kai Krestegal schrieb: > Aber ich wusste nicht, ob das auch ohne MOSFETs oder bipolar > Transistoren funktionieren würde, also nur über den TLC. Das sollte funktionieren. Der TLC5940 hat zwar Konstantstromausgänge, was sich ein Bisschen mit den LED-Streifen beißt, die ja wohl schon Vorwiderstände zur Strombegrenzung integriert haben. Da macht aber nichts, wenn du beim TLC einen Strom einstellst, der höher als 40mA (also bspw. 60mA) einstellst. Dann werden die Ausgangstransistoren des TLC voll leitend, so dass an den LED-Streifen fast die vollen 12V anliegen, wie es vorgesehen ist. Als angenehmer Nebeneffekt wird dadurch die Verlustleistung im TLC auf ein Minimum reduziert, so dass selbst bei ungünstiger Kühlung keinerlei Temperaturprobleme zu erwarten sind. Durch die hohe Aussteuerung der Ausgangstransistoren geraten diese in Sättigung, so dass evtl. nicht mehr die maximale PWM-Frequenz von 30MHz/4096=7,3kHz möglich ist. Dann müsstest du entweder die PWM-Fre- quenz verringern oder den am TLC eingestellten Maximalstrom auf etwas unter 40mA reduzieren, um die Sättigung zu verhindern. Aber wahrschein- lich stellt die Sättigung bei den 7,3kHz noch kein Problem dar. > Also das ganze ist nachher eine 6x4 Matrix und ich dachte das ganze mit > einem Atmega zu steuern über 6 TLC5940, also 1 TLC5960 für 4 Elemente. Für die 72 Kanäle reichen ja schon 5 TLC5940. Alternativ könntest du auch 3 TLC5951 mit jeweils 24 Kanälen à 40mA nehmen. Die TLCs haben gegenüber der Lösung mit diskreten Transistoren den Vorteil, dass du nur wenige I/O-Pins am Mikrocontroller brauchst und die PWM-Generierung mit hoher Frequenz und Auflösung schon inclusive ist.
@ Yalu X. (yalu) (Moderator) Hi Yalu, ist es ein Problem, das die LED-Strips eine Common Anode, also einen gemeinsamen Anschluss von 12V nutzen? Wenn es ein Problem wäre, kann ich auch andere Striptypen besorgen, da ich sowieso zur Zeit nur einen Test-Meter besorgt hab. http://cgi.ebay.de/300cm-3m-LED-SMD-STRIP-LEISTE-RGB-5050-FERNBEDIENUNG-/250829631759?pt=DE_Haus_Garten_Lampen_Licht_Leuchten&hash=item3a669c710f
Kai Krestegal schrieb: > ist es ein Problem, das die LED-Strips eine Common Anode, also einen > gemeinsamen Anschluss von 12V nutzen? Common Anode ist in Ordnung, da der TLC den Strom ja an der Kathode schaltet bzw.regelt.
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