Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega32 und IRLZ34N. Vorwiderstand?


von georg georg (Gast)


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Hallo,

brauche eure hilfe!

Will einen Transistor mit einem atmega 32 beschalten kenne aber den Wert 
des Vorwiderstandes nicht? IRLZ34N

Ich werde aus dem Datenblatt mit den Englischen Bezeichnungen nicht 
schlau!

Kann mir wer Helfen?

von Alex S. (alex_s13)


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Hallo Georg,

sowas steht auch nicht direkt im Datenblatt. Gatekapazität aus dem 
Datenblatt suchen, maximalen Strom vom Portpin beachten, Vorwiderstand 
ausrechnen.

von Electronics'nStuff (Gast)


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Input Capacitance: 880pF (Einganskapazität der MOSFET's)

In den Absolute Maximum Ratings im Datenblatt des Mega32 steht etwas von 
40mA per Pin, also würde ich vllt. die Hälfte nehmen also sagen wir 20mA 
kommen aus deinem Pin.

Die Formel zur Aufladung eines Kondensators findest du hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)#Ladevorgang

Ach ja, ein Kondensator ist in der Regel nach 5 tau "voll" geladen.
PS: Tau ist dieses griechische "T".

Gruss

von Ben _. (burning_silicon)


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Schnelles Schalten wie zB. für Schaltregler nötig kannst Du ohne ohne 
zusätzlichen Gate-Treiber sowieso vergessen, das schafft der AVR-Pin 
nicht. Wenn Du 220 Ohm nimmst kann eigentlich nichts passieren.

Vielleicht magst Du ja mal erzählen was Du da schalten willst und wie 
oft...

von georg georg (Gast)


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ja, ein led cube 8x8x8!

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

ich muß mit den 20mA vom AVR die 880pF ereichen!?

Ist da bei den MOSFETs auch eine vorgegebene Spannung oder Strom an 
Basis im vergleich zu den Bipolaren?

von Falk B. (falk)


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von Ben _. (burning_silicon)


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oO

Wieso verwendest Du für ein paar LEDs einen so dicken Leistungs-FET?? 
Darüber würde ich nochmal nachdenken und evtl. was nehmen, was der AVR 
doch direkt treiben kann. 8x8x8 LEDs heißt Multiplexing ohne Ende und 
dafür muß man schon schnell schalten. Aber da braucht man keine 30A oder 
was der IRLZ34N schafft.

von georg georg (Gast)


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der IRLZ34N hat jetzt eine UGS(th)/V = 2,5V wo er dann durchschaltet!

da ich am µC 5v anliegen habe reich das ich im auf 3V Spannungsteile?

Was ist mit dem Strom! Egal?

von Electronics'nStuff (Gast)


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georg georg schrieb:
> da ich am µC 5v anliegen habe reich das ich im auf 3V Spannungsteile?

Wieso in Gottes Namen willst du das machen?
Das sieht so aus:

Portpin -> Vorwiderstand -> Gate

Und vom Gate kommt noch ein Widerstand zu GND (ca. 100k).
Wie schnell willst du schalten? Verrate uns doch mal deine Frequenz.

Das ganze ist als ob du einen Kondensator aufladen würdest.
Ist genau die gleiche Formel, wie ich sie schon oben verlinkt habe.

von Udo S. (urschmitt)


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georg georg schrieb:
> Was ist mit dem Strom! Egal?

Je Strom, desto schnell schalt, desto weniger warm
Hören auf Ben du solltest.
Lernen noch viel du musst.

von georg georg (Gast)


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:-)

es wurde Q1-Q8: N-MOSFET (egal, mindestens 0,5A. z.B.: IRLZ34N IRLU2905, 
IRLIZ44N) vorgeschlagen!

deswegen hab ich mir bis jetzt keine Gedanken gemacht!

Versuche es mal mit 220 Ohms!

von Electronics'nStuff (Gast)


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Wenn du die Fragen beantworten würdest, könnte man dir auch helfen und 
das ausrechnen.

von georg georg (Gast)


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weiß schon wie Charakteristika eine Kondensator funktioniert V,I,Zeit!

jetzt weiß ich auch auf was es bei MOSFETs ankommt..

dank

von Ben _. (burning_silicon)


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Q1 bis Q8 aaaahja. Vielleicht rückst Du mal mit dem Schaltplan rüber? 
Wenn der genauso Murks ist wie der Vorschlag IRLZ34N, na dann Prost!

von Electronics'nStuff (Gast)


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georg georg schrieb:
> weiß schon wie Charakteristika eine Kondensator funktioniert V,I,Zeit!

Na dann ist ja alles klar.
Gerechnet hast du trotzdem nix, sondern einfach mal den Vorschlag mit 
den 220R angenommen und jetzt hoffst du mal, dass es passt.

von Peter R. (pnu)


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Für eine Cube braucht man gar keinen Vorwioderstand vor dem Gate des 
Leistungs-FET.

Der macht einen Sinn bei Schaltnetzteilen. Dort kann sich am FET 
zusammen mit den parasitären Induktivitäten und Kapazitäten eine 
Oszillatorschaltung jenseits der MHz bilden. Die wird durch einen 
10...22-Ohm-Widerstand am Schwingen gehindert.

So 100 bis 220 Ohm "Angstwiderstand" zwischen Pin und Gate schadet 
nichts, wirkt sich bei irgendwelchen Defekten aber positiv auf das 
Weiterleben des Kontrollers aus.

von georg georg (Gast)


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uhh

ich finde jetzt nicht wo bei dem proj. das steht wie schnell die Fets 
seon müssen!!?

ich vermöge zu glauben so 125khz! :-/

von Peter R. (pnu)


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Die 220pF und 1nF Eingangskapazität eines FET bilden eine Zeitkonstante 
von etwa 0,2 usec. Also, grob geschätzt, eine Schaltflanke von 0,5 usec. 
Bei 125 kHz würde das meiner Meinung nach schon passen. Etwas langsamere 
Schaltfolge wäre aber da schon überlegenswert. Denn jeder 
Umschaltvorgang bringt Verluste, also sollte man die Schaltfrequenz 
möglichst tief halten.

von georg georg (Gast)


Angehängte Dateien:

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schaltplan

von troll (Gast)


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Warum gibt es Leute die an jeden, aber auch wirklich jeden Pin eine 
Junction setzen?

von Ben _. (burning_silicon)


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> Für eine Cube braucht man gar keinen Vorwioderstand vor dem Gate
> des Leistungs-FET.
Wieso? Haben FETs bei Cubes keine Gate-Kapazität?

Der Vorwiderstand dient auch zur Entlastung des Treibers, der bei FETs 
das Gate pro Takt zweimal komplett umladen muß. Da können bei höheren 
Frequenzen durchaus einige Watt zusammenkommen, die der Treiber 
verheizen muß.

Das Gate eines FET verhält sich für den Treiber wie ein Kondensator. Ein 
ungeladener Kondensator verhält sich im ersten Moment wie ein 
Kurzschluß, ein geladener Kondensator wie eine recht impulsstarke 
Stromquelle. Du mutest dem AVR also pro Sekunde mehrere tausend 
Kurzschlüsse nach Masse und von +5V ausgehend zu wenn Du keinen 
Gate-Widerstand verwendest. Gleich an mehreren Pins... Erstens gibt das 
unschöne Impulse in Richtung Vcc und zweitens wenn ich ein AVR wäre, 
würde ich Dir dafür umgehend meinen Deckel ins Gesicht schmeißen...

Und was die Schwingneigung schnell schaltender FETs angeht hast Du auch 
die gleichen Probleme wie im Schaltnetzteil, nur daß es nicht ganz so 
schnell auffällt weil die Ströme geringer sind und durch die 
LED-Beschaltung wirksam begrenzt werden...

von Ulrich (Gast)


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Der Widerstand vor dem Gate ist schon ganz sinnvoll um ungewollte 
Schwingungen beim Umschalten zu verhindern für den Fall das Layout nicht 
gut (d.h. für Frequenzen bis in den 50 MHz Bereich geeignet) ist.  Etwas 
langsamere Flanken reduzieren auch die HF Störungen. Der Widerstand darf 
im Prinzip auch kleiner als 220 Ohm sein, denn kurzzeitig (für die paar 
µs, oder weniger) kann der IO Pin auch mal mehr als 20 mA und sogar mehr 
als 40 mA liefern.

Für den LED Cube sollte man deutlich langsamer als 125 kHz schalten - 
eher schon 125 Hz. Es reicht wenn für eine Bildwiederhohlung die LEDs 
einmal an und dann wieder aus gehen.  Da stören eine paar µs Schaltzeit 
überhaupt nicht. Auf 125 kHz kommt man vielleicht mit dem Raster in dem 
die Daten an Schieberegister Aufgefrischt werden, aber auch da ändert 
sich bei den Daten meist nur wenig.

von Ben _. (burning_silicon)


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Das spielt ja keine Rolle, bei (kaskadierten) Schieberegistern mußt Du 
bis auf wenige Ausnahmefälle immer den kompletten Dateninhalt neu 
schreiben wenn sich was ändert. Anders kriegt man ja die alten Daten 
nicht rausgeschoben wenn man kein Reset verwenden möchte und die 
Positionen der einzelnen Bits würden nicht stimmen. Ist aber auch völlig 
egal weil Du mit dieser hohen Frequenz ja nur ein einzelnes 
Schieberegister treiben mußt.

Und richtig egal ist es weil er gar keine Schieberegister verwendet, 
sondern Latches.

5V/0.1 Ohm angenommen für die Leiterbahn ist nicht 40mA. Kann 
funktionieren, ist aber deutlich außerhalb der Spezifikation.

von Peter R. (pnu)


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Nochmals, um das Durcheinander etwas zu sortieren:

Direkt angeschlossenen Pins können nur langsam den MOSFET umschalten. 
Bei nicht allzu hohen  Schaltraten vertragen die Leistungs-MOSFETs die 
dadurch entstehenden Verluste ohne weiteres.

Dumm sind nur die Verluste in den Ausgangs-Treibertransistoren der Pins. 
Die haben einige -zig Ohm Bahnwiderstand. Ohne zusätzlichen 
Zwischenwiderstand kriegen sie die ganzen Verluste beim Umladen der 
Gate-Kapazität ab weil sie allein den Ladestrom begrenzen.

Ein Zwischenwiderstand verringert, wenn er 100 oder mehr Ohm hat, 
deutlich die Verluste in den internen Treibertransistoren denn dann 
verlagern sich ja die Verluste in richtung externe Widerstände. Mehr als 
220 Ohm ist aber auch schlecht, weil dann die angeschlossenen MOSFETS zu 
langsam umschalten.

Also: Bei geringer Taktrate kann man durchaus Pin und MOSFET direkt 
verbinden. Bei den meisten Kontrollern vertragen die Ausgänge diese 
Misshandlung.
Sanfter geht man mit dem Kontroller um, wenn  man den Pins 100 bis 220 
Ohm in Reihe schaltet.

Wenn man sehr schnell umschalten will muss man auf extra Treiber 
übergehen, aber das ist ein anderes Kapitel. (dort braucht man dann die 
10...22O Ohm zum Schwingschutz)

von Ben _. (burning_silicon)


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Nicht nur "Schwingschutz"... Auch dort kann man ein wenig 
Verlustleistung vom Treiber fernhalten und man bekommt auch ein wenig 
mehr Totzeit bei Brückenschaltungen.

von georg georg (Gast)


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HI,

danke für die ganzen tips! hab jetzt wenigsten einige Eckdaten.
Hab 100 Ohms jetzt verlötet, mal schauen obs dann geht....

von 2.Troll (Gast)


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troll schrieb:
> Warum gibt es Leute die an jeden, aber auch wirklich jeden Pin eine
> Junction setzen?

... und das ganze dann auch noch als Photo im JPG-Format abspeichern, 
was die Sache in Relation zu Dateigröße wahrlich nicht schärfer macht

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