Hallo,
ich möchte mehrer kleine Reflektorlampen (12V / 36W) mit einem µC
(STM32) ansteuern. Der Ansteuerpegel beträgt 3,3V. Es soll möglich sein,
die Lampen per PWM (16kHz) anzusteuern.
Wenn ich z.B einen IRF7416 nehme, könnte ich mit dem Controller das Gate
direkt ansteuern (3,3V). Die Frage ist, was sonst noch für eine
Beschaltung nötig ist? (Gate Vorwiederstand ?). Aufbau als LowSide ?
Es soll eine möglichst einfache Stufe werden. Ist privat, nichts
kommerzielles.
Hat jemand sowas schom mal entwickelt und kann mir dazu etwas sagen?
Gruß
Frank
Frank schrieb:> Wenn ich z.B einen IRF7416 nehme, könnte ich mit dem Controller das Gate> direkt ansteuern (3,3V).
Nein, der FET braucht typisch 10V zur Ansteuerung (siehe Datenblatt).
ausserdem ist der leistungsmäßig etwas knapp ausgelegt für 30A
Einschaltstrom.
Frank schrieb:> Es soll möglich sein,> die Lampen per PWM (16kHz) anzusteuern.
Willst Du das wirklich? 16kHz erfordern einen leistungsfähigen
Gate-Treiber.
> Wenn ich z.B einen IRF7416 nehme
Abgesehen von Haralds Bemerkung, dass 3,3V zu wenig ist: das ist ein
P-Kanal Fet, mit LowSide ist also nichts.
Wenn Du aber wirklich +12V schalten willst, brauchst Du noch einen
Pegelwanler. Dann hast Du allerdings auch genug Spannung zur
Gate-Ansteuerung.
Gruß Dietrich
Danke für Eure Hinweise.
Gibt es denn FETs, die man mit 3,3V direkt ansteuern kann?
Ich wollte auch nicht 30A sondern 3A schalten (36W @ 12V = 3A). Oder hab
ich da was übersehen???
Die 16Khz waren angedacht, damit meine Stufe nicht Geräusche macht.
Frank schrieb:> Ich wollte auch nicht 30A sondern 3A schalten (36W @ 12V = 3A). Oder hab> ich da was übersehen???
Halogenlampen haben eine Kaltwiderstand kleiner als 1/10 des
Betriebswiderstandes. Daher ist der Einschaltstrom > als 30A. Und beim
Dimmen "auf kleiner Flamme" hast Du auch deutlich mehr als 3A.
Gruß Dietrich
O.k. Das mit dem hohen Einschaltstrom war mir nicht bewußt. Danke für
den Hinweis.
Wenn ich einen Typen für 3,3V suche dann ist das doch die UGS Spannung?
Dann würde ich einen "IRL3103" mit 64A auswählen.
Muss denn dann auch ein Gate-Treiber zwischen den µC und den FET?
Bei 16kHz oder nur 3,3V ist ein Treiber sinnvoll. Schau dir die
Kennlinien im Datenblatt des Transistors an, bei höherer Steuerspannung
sind die Verluste geringer. Außerdem sind bei 16kHz und Ansteuerung über
einen uC-Pin die Schaltverluste höher.
Denk noch an eine kleine schnelle Schutzdiode (z.B. SB130), die
Leitungen zur Lampe haben auch Induktivität.
Frank schrieb:> Wenn ich einen Typen für 3,3V suche dann ist das doch die UGS Spannung?> Dann würde ich einen "IRL3103" mit 64A auswählen.
Ich glaube, Du kuckst immer an den falschen Stellen ins Datenbl.att.
Sinnvoll wäre z.B. die Zeile R DS(on). Dort stehen dann auch die
Messbedingungen:"V GS =10V, I D =34A".
Frank schrieb:> ich möchte mehrer kleine Reflektorlampen (12V / 36W) mit einem µC> (STM32) ansteuern. Der Ansteuerpegel beträgt 3,3V. Es soll möglich sein,> die Lampen per PWM (16kHz) anzusteuern.
"Reflektorlampe (12V / 36W)" klingt nach Halogenglühlampe. Richtig? Die
sind dermaßen träge, die kannst du auch mit 100Hz noch PWM-dimmen.
> Wenn ich z.B einen IRF7416 nehme, könnte ich mit dem Controller das Gate> direkt ansteuern (3,3V).
Nein. Es gibt keine bezahlbaren MOSFETs, die bei 3.3V Gate-Source-
Spannung den Kaltstrom der Glühlampe schaffen. Und ein µC hat
typischerweise nicht genug Power um das Gate schnell genug umzuladen.
Schon gar nicht bei 16kHz.
Aber da du anscheinend 12V Gleichspannung hast, kannst du ja ganz
normale MOSFETs nehmen und denen Gate-Treiber vorschalten. Also sagen
wir mal (nur als Hausnummer) IRLZ44 MOSFETs und TC427 / MAX427 als
MOSFET-Treiber.
Axel Schwenke schrieb:> Aber da du anscheinend 12V Gleichspannung hast, kannst du ja ganz> normale MOSFETs nehmen und denen Gate-Treiber vorschalten. Also sagen> wir mal (nur als Hausnummer) IRLZ44 MOSFETs und TC427 / MAX427 als> MOSFET-Treiber.
Die Hausnummern scheinen aber gut zu passen :-)
Was spricht dagegen den IRLZ44 und einen TC427 zu verwenden? Für meine
Anwendung scheinen die beiden doch absolut geeignet.
Ist eine Schutzdiode wirklich nötig? Ich bin davon ausgegangen, das dies
nur bei Relais nötig ist. Ausserdem scheint der o.g. FET eine Diode
bereits intern zu haben.
Moin moin,
nimm nen P-Ch-Fet z.B. IRF4905 Rdson = 20mOhm und Dauerstrom 52A, Spitze
sind 74A, und den mit einen NPN als Treiber.
UB-----------------------------------------
| |
| |
| Last
| |
| |
R S
|------------------G P-CH-IRF4905
C D
Controller 5V--R---B NPN |
E |
| |
| |
GND------------------------------------------
chris schrieb:> nimm nen P-Ch-Fet
Als Sourcefolger? Besser nicht. Wenn P-Ch, dann sollte man schon
Highside schalten.
Frank schrieb:> Ausserdem scheint der o.g. FET eine Diode> bereits intern zu haben.
Diese Diode hat jeder MOSFET, sie wirkt aber leider nicht als
Schutzdiode beim Schalten von induktiven lasten.
Frank schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>> Aber da du anscheinend 12V Gleichspannung hast, kannst du ja ganz>> normale MOSFETs nehmen und denen Gate-Treiber vorschalten. Also sagen>> wir mal (nur als Hausnummer) IRLZ44 MOSFETs und TC427 / MAX427 als>> MOSFET-Treiber.>> Die Hausnummern scheinen aber gut zu passen :-)
Ja. Komisch, oder?
> Was spricht dagegen den IRLZ44 und einen TC427 zu verwenden? Für meine> Anwendung scheinen die beiden doch absolut geeignet.
Da spricht nix dagegen. Außer natürlich du hast bereits andere passende
Teile in der Schublade. Oder dein Elektronik-Dealer kann andere passende
Teile billiger liefern.
> Ist eine Schutzdiode wirklich nötig? Ich bin davon ausgegangen, das dies> nur bei Relais nötig ist.
Für die reine Glühlampe ist die Diode in der Tat nicht nötig. Aber die
Zuleitung zur Glühlampe hat ja möglicherweise schon genug Induktivität.
Schaden wird die Freilaufdiode jedenfalls nicht.
Axel Schwenke schrieb:>> Die Hausnummern scheinen aber gut zu passen :-)>> Ja. Komisch, oder?
Hast Du mir nett rausgesucht ;-) Danke!
Die Sachen gibts bei Völkner. Dort habe ich eine Versandkostenflatrate
:-)
Ich werd die Teile so verwenden. Danke für die hilfe.
Axel Schwenke schrieb:> Reflektorlampe (12V / 36W)" klingt nach Halogenglühlampe. Richtig? Die> sind dermaßen träge, die kannst du auch mit 100Hz noch PWM-dimmen.
Mit dieser Aussage wäre ich bei PWM-dimmen vorsichtig!
Ich hab vor Jahren einem Kollegen eine 30W Philips Masterline ES als
Fahrradlampe dimmbar gemacht. Die hat man im Wahrsten Sinne des Wortes
"leuchten" gehört!
Hallo,
Axel Schwenke schrieb:> Nein. Es gibt keine bezahlbaren MOSFETs, die bei 3.3V Gate-Source-> Spannung den Kaltstrom der Glühlampe schaffen.
hmm, ist das eine Art Regel? Woraus leitet sich das ab?
Ich habe hier gerade IPB180N03S4L liegen, gut, der wird bestimmt einige
10 µs brauchen, bis ein µC das Gate aufgeladen hat, aber vom Prinzip her
hätte ich schon gedacht, dass der bei 3.3 V Ugs die 30 A relativ
entspannt schaffen müsste?
Woran kann ich denn sehen, dass er das nicht tut?
Vlg
Timm
Timm Reinisch schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>>> Es gibt keine bezahlbaren MOSFETs, die bei 3.3V Gate-Source->> Spannung den Kaltstrom der Glühlampe schaffen.>> hmm, ist das eine Art Regel? Woraus leitet sich das ab?
Das ist ein Erfahrungswert. Der wird natürlich früher oder später von
der technologischen Weiterentwicklung egalisiert werden ...
heute jedoch noch nicht ;)
> Ich habe hier gerade IPB180N03S4L liegen, gut, der wird bestimmt einige> 10 µs brauchen, bis ein µC das Gate aufgeladen hat, aber vom Prinzip her> hätte ich schon gedacht, dass der bei 3.3 V Ugs die 30 A relativ> entspannt schaffen müsste?>> Woran kann ich denn sehen, dass er das nicht tut?
Na z.B. daran, daß R_ds_on für V_gs=3.3V gar nicht spezifiziert ist. Den
typischen(!) Kurven nach könnte es knapp gehen. Für meinen Geschmack
(und den des Herstellers offensichtlich auch) aber zu knapp. So richtig
knackig sehen die Kurven erst für V_gs=3.5V aus. Für 3.0V sind sie schon
eher schlapp. Selbst ein typisches Exemplar ist bei 3.3V grenzwertig.
Für eine Abschätzung, wieviel schlechter ein "schlechtes" [1] Exemplar
sein kann, reicht ein Blick auf den typischen und maximalen Wert von
V_gs_th. Das sind 1.5V und 2.2V. Also 0.7V Differenz. Das schlechte
Exemplar würde sich bei V_gs=3.3V also ca. so verhalten wie ein
typisches Exemplar bei V_gs=2.6V. Da sind Kurven für 2.5V in manchen
Diagrammen. Schau selber.
[1] statt von "gut", "schlecht" und "typisch" sollte man vielleicht
besser von Exemplaren vom unteren resp. oberen Ende des Toleranzbandes
sprechen. Bzw. aus der Mitte desselben.
Timm Reinisch schrieb:> Ich habe hier gerade IPB180N03S4L liegen, gut, der wird bestimmt einige> 10 µs brauchen, bis ein µC das Gate aufgeladen hat, aber vom Prinzip her> hätte ich schon gedacht, dass der bei 3.3 V Ugs die 30 A relativ> entspannt schaffen müsste?
Ohne zweiten Durchbruch?
Axel Schwenke schrieb:>>> Es gibt keine bezahlbaren MOSFETs, die bei 3.3V Gate-Source->>> Spannung den Kaltstrom der Glühlampe schaffen.>>>> hmm, ist das eine Art Regel? Woraus leitet sich das ab?>> Das ist ein Erfahrungswert. Der wird natürlich früher oder später von> der technologischen Weiterentwicklung egalisiert werden ...>> heute jedoch noch nicht ;)
Vielleicht doch?
http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=csd17312q5&fileType=pdf
Bernd K. schrieb:>> Das ist ein Erfahrungswert. Der wird natürlich früher oder später von>> der technologischen Weiterentwicklung egalisiert werden ...>>>> heute jedoch noch nicht ;)>> Vielleicht doch?
[CSD17312]
Wow. Das ging aber schnell ;)
Ja, die Specs von dem Teilchen sind beeindruckend. Vor allem auch die
geringe Gate-Ladung.
