5V 500 mA - 2A mit STM32 schalten (Mosfet mit ?)

Mododo Gast 14.06.2011 22:58 #2225491

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Hi,

ich möchte gerne die Versorgungsleitungen eines USB-Ports mit einem 
STM32 (3,3 V GPIO) zuverlässig ein- und ausschalten. Dazu bin ich gerade 
dabei mich durch Relais, Transistoren und Mosfets zu wühlen, habe aber 
noch zu wenig Erfahrung und hoffe ihr könnt mir gute 
Schaltungsvorschläge/Tipps geben.

Also es sollen 5 V mit 500 mA bis max. 2 A geschaltet werden in 
Zeiträumen von minimal 5 ms. Das ganze soll mit einem STM32 geschaltet 
werden, der 3,3 V an den Ports liefert. Was wäre dafür denn geeigneter. 
Habe mal bei IR rumgeschaut oder wäre doch ein Relais besser?

PMOSFET:
                 ---------o---------.
                 |        |         |
                .-.       |         |
                | |1k     |         |
                | |       |         |
                '-'       |         |
                 |        |         |
                 o----o||-+ |      /+\
         _   |/      ||-> |     (   ) VBUS
  .-----|___|--|       ||-+        \-/
  |      100   |>         |         |
  |              |        |         |
  |             .-.      .-.        |
 /+\            | |      | |        |
(   )           | |10    | | RLast  |
 \-/ 3.3 V      '-'      '-'        |
  |              |        |         |
  '---------------------------------' GND

           NPN 2N5210   PMOS IRF7210
                        oder IRF7410

NMOS
                        o---------o
                        |         |
                       .-.        |
                       | |        |
                       | |RLast   |
                       '-'        |
                        |         |
                        |         |
                     ||-+         |
               _   ||<-|        |
        o---o-|___|--||-+|        o
        |      100      |         |
       /+\              o        /+\
V 3.3 (   )             |       (   ) VBUS
       \-/              |        \-/
        |               |         |
        o---------------o---------o GND

                     NMOS IRF7455
                     oder IRLML6246
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Danke :)

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Alex E. (tecnologic) 15.06.2011 08:29 #2225725

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Moin,

Die 2. Schaltung ist standard in diesem Fall. sie erfordert aber einen 
LogicLevelFet dh. eine U_GS von kleiner 2V wenn du mit einem 3V3 Ausgang 
sicher durch schalten willst. Die 2A an sich sind nicht so wild. Wenn du 
nicht so schnell Schalten willst.

MfG

Tec

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Mododo Gast 15.06.2011 10:55 #2225915

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Moin Tec,

so habe nochmal nachgeschaut passen müssten ja folgende NMOSFETs prima 
durchschalten, da im Datenblatt ein Vgs von max 1.1 V angegeben wird:

IRF6201
Ugs(th) 0.5 - 1.1V
RDS(on) Max (2.5 V) 2.75 mOhm
Qg Typ 130 nC

IRLHM630
Ugs(th) 0.5 - 1.1V
RDS(on) Max (2.5 V) 4.5 mOhm
Qg 41.0 nC

IRL6342
Ugs(th) 0.5 - 1.1V
RDS(on) Max (2.5 V) 10.0 mOhm
Qg 11.0 nC

dann wirds IRLHM630 oder IRL6342, damit die USB-Leitung mögl. wenig 
belastet wird (Ron).

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Falk B. (falk) 15.06.2011 10:58 #2225923

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@ Mododo (Gast)

>ich möchte gerne die Versorgungsleitungen eines USB-Ports mit einem
>STM32 (3,3 V GPIO) zuverlässig ein- und ausschalten.

Du brauchst einen Pegelwandler und P-Kanal MOSFET.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

>Habe mal bei IR rumgeschaut oder wäre doch ein Relais besser?

Relais? Nö.


>NMOS

Nö, Masse schaltet man bei USB besser nicht, das geht schief.

MFG
Falk

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Alex E. (tecnologic) 15.06.2011 12:00 #2226036

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Moin,

Wegen dem Schalten der Masse von USB kann ich nichts sagen was für 
effekte das hat. Prinzipiel hast du richtige Fets ausgewählt. So wie das 
bei dir aus sach willst du nur eine Last an 5V Schalten oder willst du 
die Versorgungsleitungen von USB kappen? für die 2. Schaltung aus deinem 
1. Post
sind die Fets sehr gut geeignet. Was Falk meint ist glaube ich wenn du 
die Masse Verbindung zwischen deiner Schaltung und USB Trennst.

MfG

Tec

PS: Berichtige mich Falk wenn ich falsch liege

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Mododo Gast 15.06.2011 13:19 #2226162

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Vielen Dank schon mal für die hilfreichen Antworten und sorry falls ich 
mich ungenau ausgedrückt habe. Ich möchte die Versorgungsleitungen einer 
USB-Schnittstelle (5V) komplett kappen. RLast entspricht eigentlich nur 
dem USB-Slave-Device (also USB-Stick, Mp3-Player...), welches an diesem 
USB-Port angeschlossen wird/ist.

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Alex E. (tecnologic) 15.06.2011 15:05 #2226327

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Moin,

OK dann solltest du in der Highside Schalten. also P-Fet mit Pullup und 
N-Fet oder NPN der das Gate des P-Fet auf Low zieht.

MfG

Tec

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Mododo Gast 16.06.2011 15:47 #2227854

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Hi nochmal, dann könnte ich doch diese Schaltung nutzen? Da IR auch 
Dual-MOSFETs herstellt wäre vielleicht der IRF7317 ganz interessant, 
dann könnte ich auch etwas Platz auf der Platine einsparen. Oder spricht 
was gegen diese Beschaltung? :)

DUAL FET IRF7317
   nmos   pmos
VGS(th)  0.7    -0.7V
RDS(on)  46   98 mOhm
Qg Typ   27   29 nC

                 o--------o----------o
                 |        |        V_USB 5V
                .-.       |
              2k| |       |
                | |       |
                '-'       o
                 |        |
                 o-----||-+| P-MOS
                 |     ||->|
           N-MOS |     ||-+
                 |        |
              ||-+        |
       ___    ||<-|      .-.
  o---|___|-o-||-+|      | |RLast (USB-Stick)
  |   10         |       | |
  |              |       '-'
 /+\             |        |
(   )            |        |
 \-/             |        |
  | STM32        |        |
  o--------------o--------o-----------o
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

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Uwe Gast 16.06.2011 16:02 #2227874

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Also ich hab den IRLML6402 für sowas schon mal benutzt. Jedoch um die 5V 
vom USB zur Platine schaltbar zu machen (um die USB Spec einzuhalten und 
nicht mehr als 100mA zu ziehen) Dann werden mehr angefordert und 
IRLM6201 schaltet durch.

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Falk B. (falk) 16.06.2011 18:45 #2228091

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@  Mododo (Gast)

>dann könnte ich auch etwas Platz auf der Platine einsparen. Oder spricht
>was gegen diese Beschaltung? :)

Die ist OK.

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Mododo Gast 01.07.2011 08:50 #2247693

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So

ich bin evtl. noch auf ein Problem gestoßen. Der STM32 (linke Seite) der 
zur Steuerung eingesetzt werden soll hängt ja an einer anderen 
Versorgungsspannung als die zu schaltenden USB-Leitungen (rechte Seite). 
Bekomme ich da nicht ein Problem mit den unterschiedlichen 
GND-Leitungen?

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Mododo Gast 20.07.2011 12:55 #2272333

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So nochmal auf das Problem zurückzukommen, wenn ich eine potentialfreie 
Spannungsversorgung (galvanisch getrennter DC/DC-Wandler?) und dessen 
GND-Ausgang mit der USB-Masse verbinde müsste ich doch keine Probleme 
bekommen? Diese ganze Mosfet-Schaltung ist auch relativ "groß", wenn ich 
damit VUSB und USB-GND schalten will muss ich ja vier Fets nutzen + Rs. 
Gibts vielleicht auch einen integrierten High-Side-Switch für meine 
Anwendung bzw. hätte jemand eine Empfehlung?

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5V 500 mA - 2A mit STM32 schalten (Mosfet mit ?)

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