Austausch eines Relais gegen einen Logic Level MOSFET

[Gerhard K. (flyer123)]

Hallo zusammen,
beim Lesen in diesem Forum habe ich in der Vergangenheit schon manche 
Problemstellungen lösen können.

Nun habe ich aber die erste aktive Frage:

Wie in der beigefügten Schaltung ersichtlich ist, möchte ich ein 
bestehendes Relais gegen einen Logic Level MOSFET ersetzen.
Der Grund dafür ist, dass ich das mechanische Relais gerne gegen eine 
verschleißfreie Variante ersetzen möchte und da jetzt wieder neue 
Platinen bestellt werden müssen, ist dafür der richtige Zeitpunkt.

Die neue Schaltung sollte folgende Kriterien erfüllen:
Im Ruhezustand soll der Verbraucher (Kamera) mit +7,5V versorgt werden.
Nach Anlegen eines TTL-Pegels (I/O Ausgang vom PIC 18F2553) soll die 
Stromzufuhr unterbrochen werden.
Der Verbraucher zieht beim Einschalten kurzzeitig 2A
Der verwendete Bauteil sollte im Zustand ein (Durchgang) im Idealfall 
keine Verlustleistung produzieren.

Es wäre sehr nett, wenn mir jemand von euch einen Hinweis zur Verwendung 
der notwendigen Bauteile geben könnte.

Herzlichen Dank im Voraus
Gerhard
www.panorama-blick.at

[Mike (Gast)]

Gerhard K. schrieb:
> Nach Anlegen eines TTL-Pegels (I/O Ausgang vom PIC 18F2553) soll die
> Stromzufuhr unterbrochen werden.
Oft ist es andersrum einfacher. Unklar ist, welche Spannung dein PIC am 
I/O Ausgang liefert und wie PIC und Kamera potentialmäßig zu einander 
liegen (Gnd verbunden und High-Side Schaltung erforderlich?)

> Der Verbraucher zieht beim Einschalten kurzzeitig 2A
Das bereitet modernen FETs keine Bauchschmerzen

> Der verwendete Bauteil sollte im Zustand ein (Durchgang) im Idealfall
> keine Verlustleistung produzieren.

Der Idealfall läßt sich nicht realieren. Wie hoch ist im eingeschalteten 
Fall der Strom und welchen Spannungsabfall kann du tolerieren? Unter 
100mV zu bleiben ist kein Problem. Wenns weniger sein soll, muss man 
suchen.

[Stefan F. (Gast)]

Das Steuersignal hat High Pegel.
Für die Last soll der Plus-Pol (7,5V 2A) geschaltet werden.

Darauf folgt, dass du zwei Transistoren benötigst. Die 7,5V reichen 
locker für jeden gewöhnlichen MOSFET aus. Logic-Level ist nicht nötig.

                     
+7,5V o-----------+-------------+
                  |             |
            2,2k |~|            |
                 |_|            |
                  |        ||---+  IRF9540
                  +--------||>--+
                  |        ||-----------o Ausgang
         2,2k   |/
In o----[===]---|     BC548B
                |\>
                  |
                  |
                  GND

Der IRF9540 kann bei 7,5V bereits über 10A schalten. Sein 
Innenwiderstand beträgt ca 0,2 Ohm, macht also 0,4 Volt bei 2 Ampere.

Ein Stückcheck kabel mit Stecker hat meist schon mehr Innenwiderstand.

Es gibt auch (teurere) MOSFETS mit geringerem Innenwiderstand.

[Gerhard K. (flyer123)]

Hallo Mike, hallo Stefan,
vielen Dank für eure raschen Antworten.

Der PIC wird mit einer Referenzspannungsquelle (MCP1541-I/TO) von 4.096V 
betrieben und liefert gemessene 3,42V am I/O Ausgang.

PIC und Kamera sind GND-verbunden, d.h. der Pluspol sollte schaltbar 
sein.

Die Kamera zieht beim betätigen des Shuters kurzzeitig 2A, im normalen 
(Standby) Betrieb so um die 70-90 mA.

@Stefan: d.h. jetzt aber, dass der High-Pegel vom PIC permanent anliegen 
muss umd die geschaltenen 7,5V am Ausgang zu haben?

lG
Gerhard

[Max H. (hartl192)]

Stefan us schrieb:
> Es gibt auch (teurere) MOSFETS mit geringerem Innenwiderstand.
Und auch billigere mit geringerem Rds(on): z.B. IRLML2244

Gerhard K. schrieb:
> d.h. jetzt aber, dass der High-Pegel vom PIC permanent anliegen
> muss umd die geschaltenen 7,5V am Ausgang zu haben?
Ja, war beim Relais auch nicht anders.

Wenn du bei Low einschalten und bei High ausschalten willst, würde ich 
den Pegelwandler in Basis-/Gateschaltung betreiben.

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

Stefan us schrieb:

> Der IRF9540 kann bei 7,5V bereits über 10A schalten. Sein
> Innenwiderstand beträgt ca 0,2 Ohm, macht also 0,4 Volt bei 2 Ampere.
>
> Ein Stückcheck kabel mit Stecker hat meist schon mehr Innenwiderstand.

Du beliebst zu scherzen.

> Es gibt auch (teurere) MOSFETS mit geringerem Innenwiderstand.

Wenn man einen n-Kanal MOSFET nimmt und der Kamera den Minuspol der 
Versorgung wegschaltet, dann bekommt man einen besseren (lies: mit 
geringerem Widerstand) MOSFET billiger als den IRF9540.

Z.B. hat der IRFZ44 um Faktor 10 weniger Verluste und ist trotzdem
noch billiger.

Gerhard K. schrieb:
> PIC und Kamera sind GND-verbunden, d.h. der Pluspol sollte schaltbar
> sein.

Oh eine neue Anforderung. Warum steht das nicht im Eröffnungspost?

[Gerhard K. (flyer123)]

Hallo zusammen,

Max H. schrieb:
> Ja, war beim Relais auch nicht anders.

Bei der Relais-Variante war der Durchgang am Ruhekontakt, erst beim 
Anlegen der Schaltspannung wurde dieser unterbrochen.
Wäre aber kein alzugroßes Problem das umzudrehen.

Axel Schwenke schrieb:
> Oh eine neue Anforderung. Warum steht das nicht im Eröffnungspost?

Sorry, ich dachte das wäre aus dem beigefügten Schaltplan ersichlich 
gewesen.

[Max H. (hartl192)]

Gerhard K. schrieb:
> Der PIC wird mit einer Referenzspannungsquelle (MCP1541-I/TO) von 4.096V
> betrieben

Das mit dem
> Output Current Drive: ±2 mA
könnte ein bisschen kanpp werden.