Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche P-channel Mosfet, Logic-level, 15-20kHz PWM, 15V, 2A


von Bernhard R. (b-r)


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Hallo,

ich bin gerade bei der Auswahl eines p-channel Mosfets und habe 
irgendwie den Überblick verloren.

Eigentlich wollte ich einen Mosfet direkt über einen kleinen Widerstand 
am AVR über PWM ansteuern.

Jetzt habe ich gelesen, das bei Ansteuerungen über 1kHz nicht alle 
Mosfets geeignet sind oder über Treiberbausteine angesteuert werden 
müssen. Leider finde ich in den Tabellen keine Angabe über die 
Schaltfrequenz.

Hier nochmal die Anforderungen:
- P-channel Mosfet
- Logic- Level (wenn möglich)
- PWM im Bereich von ca. 15 - 20 Khz
- Last 15V, 0,5A - 2A

Könnte ihr mir eine Empfehlung geben?

Danke,
Bernhard

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Und wieso willst du einen p-Kanal nehmen?? Damit brauchst du auf jeden 
Fall eine Treiberschaltung.

von Bernhard R. (b-r)


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Hallo,

angesteuert werden soll ein Lüfter-Modul. Dieser Lüfter hat drei 
Anschlüsse:
Pwm
Masse 1 (für Linkslauf)
Masse 2 (für Rechtslauf)

Das Pwm Signal möchte ich über eben diesen p-channel Mosfet ansteuern 
und die Masseumschaltung über zwei n-channel Mosfets.

Bin aber Änderungen gegenüber offen.

Bernhard

von Volker S. (volkerschulz)


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> angesteuert werden soll ein Lüfter-Modul. Dieser Lüfter hat drei
> Anschlüsse:
> Pwm
> Masse 1 (für Linkslauf)
> Masse 2 (für Rechtslauf)

Das ist ja mal eine merkwuerdige Beschaltung. Hast Du einen Link zu dem 
Modul bzw. dessen Datasheet?

> Das Pwm Signal möchte ich über eben diesen p-channel Mosfet ansteuern
> und die Masseumschaltung über zwei n-channel Mosfets.

Den P-Kanal FET koenntest Du natuerlich ueber ein N-Kanal FET oder einen 
Transistor treiben. Muss es denn so hochfrequent sein? Aber zunaechst 
solltest du eruieren, ob Du nicht einfach die jeweilige Masse takten 
koenntest (wuerde auch noch einen MOSFET sparen).

Volker

von Bernhard R. (b-r)


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Datenblatt kann ich leider nicht liefern.

Es handelt sich um irgendwelche Papst Lüfter bei denen allerdings das 
Typenschild entfernt wurde.

Der Lüfter selbst ist über drei Adern an eine vergossene Schaltung 
angeschlossen. An diesem Modul befinden sich dann die drei Anschlüsse 
für PWM, Masse 1 und Masse 2.

Zerlegen / Demontieren möchte ich auch nichts bezüglich Garantie.

Die Werte die ich angegeben habe wurden von einem anderen Bastler an 
seinen Lüftern ermittelt. Angaben über die Belegung gibt es nicht - man 
soll ja schließlich die angebotene Lüftersteuerung mitkaufen.

Bernhard

von Volker S. (volkerschulz)


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Bernhard R. schrieb:
> [...]
> Der Lüfter selbst ist über drei Adern an eine vergossene Schaltung
> angeschlossen. An diesem Modul befinden sich dann die drei Anschlüsse
> für PWM, Masse 1 und Masse 2.
> [...]

Dann nehme ich einfach mal an, dass dieses Modul mit entsprechenden 
Halbleitern je nach Masse-Anschluss die Polaritaet schaltet. In diesem 
Falle wuerde ich auch zum P-Kanal-FET greifen und das Gate, wie oben 
erwaehnt, mit NPN-Transistor oder N-Kanal-FET zwischen GND und Drain 
flattern lassen... ;)

Insgesamt waerst Du dann allerdings bei 4 FETs (3xN, 1xP). Ich habe mir 
mal das Datenblatt eines P-Kanal-MOSFETs per Zufall gegriffen (IRF 
4905). Generelle Probleme mit den genannten Frequenzen kann ich nicht 
erkennen.

Volker

von Bernhard R. (b-r)


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Danke für die Hinweise!

Was haltet ihr von der folgenden Schaltung?
Die Ansteuerung des P-channel Mosfets habe ich von hier:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Snippets






   15V------------------------o------o---------------o-------------
                              |      |               |
                              |      |               |
      Lüfter:                .-.     |               |
      7-15VDC, 3W            | |2k2  |               |
      max. 8 Lüfter          | |R2   |               |
      PWM ca. 20kHz          '-'     |T2             |
      Drehrichtung über       |      |BC338          |
         Masseumschaltung     |    |/                |
                              o----|                 |
                              |    |>         P-FET  |
                              |      |    --- IRF4905|
                              o---|<-o---|___|----||-+
    .---------.               |  1N4148  R3 10R   ||->
    |         |               |                   ||-+
    |         |    ---      |/                       |
    |         |---|___|-----|   T1          .--------o
    |         |   R1 2k2    |>  BC338       |        |PWM
    |   µC    |               |             |      .-----------.
    |         |               |         D1  -      |           |
    |         |----------.    |      1N4148 ^      |   Lüfter  |
    |         |-------.  |    |             |      |           |
    '---------'       |  |    |             |      '-----------'
                      |  |    |             |        | M1    | M2
                      |  |    |             |        |       |
                      |  |    |             |        o       o
                      |  |    |             |  N-FET |       |
                      |  |    |             |  IRF540|       |
                      |  |    |             |     ||-+       |
                      |  |    |      ---    |     ||<-       |
                      |  '----)-----|___|---)-----||-+       | N-FET
                      |       |     R4 80R  |        |    ||-+ IRF540
                      |       |      ---    |        |    ||<-
                      '-------)-----|___|---)--------)----||-+
                              |     R5 80R  |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
                              |             |        |       |
   GND------------------------o-------------o--------o-------o-------

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Probier doch erst mal, den PWM-Anschluss fest auf 15V zu legen und die 
PWM auf die unteren Transistoren zu geben.
Ansonsten - könnte so funktionieren.
Schon mal entsprechenden "high side smart switches" gesucht. Z.B. 
Infineon, diverse ITS/BTS-Typen. Damit sparst du dir dann den ganzen 
Treiberkram.

von Volker S. (volkerschulz)


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H.joachim Seifert schrieb:
> Probier doch erst mal, den PWM-Anschluss fest auf 15V zu legen und die
> PWM auf die unteren Transistoren zu geben.
> [...]

Die Idee hatte ich ja auch schon geaeussert. Bei einer unbekannten 
Schaltung (in diesem vergossenen Modul) ist es aber unter Umstaenden 
ungesund ihr mittels PWM den Massebezug sporadisch zu entziehen... 
Gleiches Problem wie bei PC-Lueftern mit Tacho-Signal.

Die Treiberschaltung fuer den P-FET sieht solide aus. R3 aber vielleicht 
ein bisschen groesser waehlen, damit die Strombegrenzung fuer T1 
innerhalb der Spezifikation liegt. R4 und R5 machen (zumindest in dieser 
Dimension) auch nicht so viel Sinn, denke ich. Hier schaltest Du ja auch 
nicht hochfrequent.

Ich persoenlich haette beide N-Kanal-FETs an einen µC-Pin gehaengt und 
die Ansteuerung des einen FETs mit Transistor invertiert. Damit waere 
dann schon in der Schaltung selbst ausgeschlossen, dass beide Ausgaenge 
gleichzeitig auf Masse liegen.

Volker

von Sven J. (svenj)


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Moin,

du bist sicher, das der "PWM" Pin ein Eingang ist, und nicht ein 
Signalausgang? Das wäre ja eine Spule mit Mittenabgriff...

Was macht der Lüfter, wenn man die Betriebsspannung über die beiden 
"Massen" anlegt?

--
 SJ

von Volker S. (volkerschulz)


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Achso, und da Du kein Datenblatt hast und demnach auch nicht weisst, ob 
der Luefter irgendwie entstoert ist (Freilaufdiode, R-C-Glied o.ae.) 
solltest Du Dich der Funkenloeschung selbst widmen! ;)

Volker

von Bernhard R. (b-r)


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Danke.

@Volker:
Die Diode D1 sollte eigentlich schon als Freilaufdiode dienen, oder 
sollte ich zwei Dioden von beiden Masse - Anschlüssen vor den FETs 
anschließen?


   15V------------------------o------o---------------o-------------
                              |      |               |
                              |      |               |
      Lüfter:                .-.     |               |
      7-15VDC, 3W            | |2k2  |               |
      max. 8 Lüfter          | |R2   |               |
      PWM ca. 20kHz          '-'     |T2             |
      Drehrichtung über       |      |BC338          |
         Masseumschaltung     |    |/                |
                              o----|                 |
                              |    |>         P-FET  |
                              |      |    --- IRF4905|
                              o---|<-o---|___|----||-+
    .---------.               |  1N4148  R3 10R   ||->
    |         |               |                   ||-+
    |         |    ---      |/                       |
    |         |---|___|-----|   T1          .--------o--------------.
    |         |   R1 2k2    |>  BC338       |        |PWM           |
    |   µC    |               |             |      .-----------.    |
    |         |               |         D1  -      |           |    - D2
    |         |----------.    |      1N4148 ^      |   Lüfter  | 
^1N4148
    |         |-------.  |    |             |      |           |    |
    '---------'       |  |    |             |      '-----------'    |
                      |  |    |             |        | M1    | M2   |
                      |  |    |             |        |       |      |
                      |  |    |             '--------o       o------'
                      |  |    |                N-FET |       |
                      |  |    |                IRF540|       |
                      |  |    |                   ||-+       |
                      |  |    |      ---          ||<-       |
                      |  '----)-----|___|---------||-+       | N-FET
                      |       |     R4 80R           |    ||-+ IRF540
                      |       |      ---             |    ||<-
                      '-------)-----|___|------------)----||-+
                              |     R5 80R           |       |
                              |                      |       |
                              |                      |       |
                              |                      |       |
                              |                      |       |
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                              |                      |       |
                              |                      |       |
   GND------------------------o----------------------o-------o-------

von Volker S. (volkerschulz)


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Bernhard R. schrieb:
> [...]
> Die Diode D1 sollte eigentlich schon als Freilaufdiode dienen, oder
> sollte ich zwei Dioden von beiden Masse - Anschlüssen vor den FETs
> anschließen?
> [...]

Ich haette spontan die Variante mit beiden Dioden gewaehlt. Zumal das 
ganze Dingen ja eine Art Black-Box ist, von der wir kaum etwas wissen. 
;)

Dass PWM ein Eingang ist, ist aber gesichert, ja?

Volker

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