MOSFET Treiber, nicht invertierend

[Dominik H. (dominikdh)]

Hallo,

gerne würde ich eure Meinung zu der Schaltung hören.
Ich muss dazu sagen, dass ich nicht besonders viel Ahnung von 
Transistorschaltungen habe. Die angehängte Schaltung habe ich mir 
ausgedacht und zusammengebastelt, scheint auch auf dem Steckbrett zu 
funktionieren.

Die Schaltung soll, sobald die 3V anliegen (Schalter), die 
Spannungsversorgung (12V) für eine andere größere Schaltung (im 
Wesentlichen 80LEDs) durchschalten.

Ist das prinzipiell so in Ordnung, oder schlagt ihr da die Hände über 
dem Kopf zusammen? ;-)

[Davis (Gast)]

Dominik H. schrieb:

> ... scheint auch auf dem Steckbrett zu funktionieren ...

D. h. sie funktioniert nicht richtig?

[Dominik H. (dominikdh)]

Doch, die Schaltung funktioniert.

Ich würde nur gerne wissen, ob man das "so macht", oder ob man so eine 
Aufgabe besser anderst umsetzt.
Bin halt unsicher, da ich mich nur wenig auskenne...

[Jojo S. (Gast)]

Ein LogicLevel Mosfet wie IRLU2905 schaltet schon bei 3V, damit könntest 
du dir die zusätzliche Treiberstufe sparen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Du hast hier die komplette Versorgungsspannung als Ugs. Wenn da keine 
Spikes drauf sind und der Mosfet die 12V aushält und das langsame 
Abschalten über den hochohmigen Gatewiderstand nicht stört, dann kann 
man das schon so machen...

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Dominik H. schrieb:
> gerne würde ich eure Meinung zu der Schaltung hören.
...
> Die Schaltung soll, sobald die 3V anliegen (Schalter), die
> Spannungsversorgung (12V) für eine andere größere Schaltung (im
> Wesentlichen 80LEDs) durchschalten.

Wieviel Strom soll geschaltet werden?
Wie oft bzw. wie schnell wird geschaltet? (händisch ein/aus oder PWM?)

Die beiden 1M Widerstände sind ungünstig. Der obere deswegen, weil er 
die Gate-Kapazität deines MOSFET nur sehr langsam entlädt. Wenn wir mal 
mit 10nF rechnen, ergibts sich \tau = 1MOhm * 10nF = 10ms.

Der Ausschaltvorgang, bei dem der Strom durch die LEDs langsam abfällt 
und die Spannung über dem MOSFET langsam ansteigt, findet dann in 
20-30ms statt. Das ist für PWM natürlich vollkommen untragbar und auch 
sonst führt es zu unnötig hoher Verlustleistung im MOSFET währes des 
Abschaltvorgangs.

Üblich wären an diese Stelle wenige kOhm und wenn es ein fetter MOSFET 
ist und/oder schnell geschaltet werden soll, dann käme dahinter noch 
eine komplementäre Transistorstufe. In deinem Fall würde ich da einfach 
1kOhm nehmen. Dann fließen im eingeschaltenen Zustand halt nochmal 12mA 
extra, aber bei mutmaßlich mehreren 100mA für die LED ist das wohl egal.

Für den unteren 1M Widerstand gelten ähnliche Überlegungen. Zumindest 
müßte er für den jetzt höheren Kollektorstrom neu dimensioniert werden. 
Außerdem ist es gute Praxis, einem Schalttransistor einen extra 
Widerstand zwischen Basis und Emitter zu spendieren, damit er ohne 
Signal auch zuverlässig sperrt.

Letzter Punkt: wenn das wirklich ein mechanischer Schalter ist, der den 
Transistor ansteuert, dann braucht so ein Schalter i.d.R. auch einen 
Mindeststrom für korrekte Funktion. Evtl. mußt du also noch einen extra 
Lastwiderstand nur für den Schalter vorsehen. Auf jeden Fall ergibt es 
dann keinen Sinn, an Basisstrom für den Transistor zu sparen.


XL

[Dominik H. (dominikdh)]

Jojo S. schrieb:
> Ein LogicLevel Mosfet wie IRLU2905 schaltet schon bei 3V, damit könntest
> du dir die zusätzliche Treiberstufe sparen.
Ja, das stimmt. Da ich aber keinen hier habe, wollte ich die Sache 
lieber mit einem kleinen Treiber machen. Die Versandkosten würden sich 
für einen MOSFET nicht lohnen...

Lothar Miller schrieb:
> Du hast hier die komplette Versorgungsspannung als Ugs. Wenn da keine
> Spikes drauf sind und der Mosfet die 12V aushält und das langsame
> Abschalten über den hochohmigen Gatewiderstand nicht stört, dann kann
> man das schon so machen...
Ok, das klingt schonmal gut. Der Mosfet sollte die 12V aushalten, das 
langsame Schalten stört mich nicht.

Axel Schwenke schrieb:
> Wieviel Strom soll geschaltet werden?
> Wie oft bzw. wie schnell wird geschaltet? (händisch ein/aus oder PWM?)
Also, der Hintergrund ist folgender: ich habe hier eine PlayStation3 bei 
der die Lüftersteuerung defekt ist, der Lüfter läuft immer mit voller 
Drehzahl.
Deshalb habe ich einen Arduino eingebaut um mittels zwei 
Temperatursensoren den Lüfter per PWM zu regeln. Da ich den Arduino aber 
nich immer manuell anschalten will, soll sich dieser selbst anschalten 
soll, sobald die PlayStation aus dem Standbye läuft, habe ich mir die 
Schaltung von oben überlegt. Dazu kann ich von dem Netzteil die 3V 
abgreifen, die auch intern zum Aufwecken der Hardware verwendet wird. 
Neben der Lüfterregelung habe ich an dem Arduino noch vier 
7-Segment-Anzeigen (pro Segment habe ich 3 LEDs in Reihe geschalten) mit 
Shift-Registern und Darlington-Arrays drangebaut, um mir die Temperatur 
und die Lüfterdrehzahl anzeigen zu lassen.

Von daher brauche ich keine schnellen Schaltzeiten.


Axel Schwenke schrieb:
> Die beiden 1M Widerstände sind ungünstig. Der obere deswegen, weil er
> die Gate-Kapazität deines MOSFET nur sehr langsam entlädt. Wenn wir mal
> mit 10nF rechnen, ergibts sich \tau = 1MOhm * 10nF = 10ms.
>
> Der Ausschaltvorgang, bei dem der Strom durch die LEDs langsam abfällt
> und die Spannung über dem MOSFET langsam ansteigt, findet dann in
> 20-30ms statt. Das ist für PWM natürlich vollkommen untragbar und auch
> sonst führt es zu unnötig hoher Verlustleistung im MOSFET währes des
> Abschaltvorgangs.
>
> Üblich wären an diese Stelle wenige kOhm und wenn es ein fetter MOSFET
> ist und/oder schnell geschaltet werden soll, dann käme dahinter noch
> eine komplementäre Transistorstufe. In deinem Fall würde ich da einfach
> 1kOhm nehmen. Dann fließen im eingeschaltenen Zustand halt nochmal 12mA
> extra, aber bei mutmaßlich mehreren 100mA für die LED ist das wohl egal.
>
> Für den unteren 1M Widerstand gelten ähnliche Überlegungen. Zumindest
> müßte er für den jetzt höheren Kollektorstrom neu dimensioniert werden.
> Außerdem ist es gute Praxis, einem Schalttransistor einen extra
> Widerstand zwischen Basis und Emitter zu spendieren, damit er ohne
> Signal auch zuverlässig sperrt.
>
> Letzter Punkt: wenn das wirklich ein mechanischer Schalter ist, der den
> Transistor ansteuert, dann braucht so ein Schalter i.d.R. auch einen
> Mindeststrom für korrekte Funktion. Evtl. mußt du also noch einen extra
> Lastwiderstand nur für den Schalter vorsehen. Auf jeden Fall ergibt es
> dann keinen Sinn, an Basisstrom für den Transistor zu sparen.

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung. Das hat mir einiges 
weitergeholfen! Ich habe mich zwar versucht in die Transistortechnik ein 
wenig einzulesen, allerdings fällt es mir (als Maschinenbauer ;-) ) 
nicht ganz leicht da vollständig durchzublicken...
Ich muss mir wohl mal noch eine Seite suchen, die die Dimensionierung 
der Widerstände etwas genauer beschreibt.