Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik p-Kanal als High-Side-Switch Gate an µC?


von Daniel D. (__daniel__)


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Hello zusammen!

Ich möchte eine PKW Rückleuchte mit einem µC ansteuern. Da im 
KFZ-Bereich eine gemeinsame Masse üblich ist müsste ich, würde ich 
n-Kanal-FETs nutzen entweder dieser (Biegestanzteil) mechanisch 
auftrennen und somit einzeln abgreifbar machen, oder ich nutze 
p-Kanal-FETs.

Soweit ich mich da jetzt eingelesen habe, werden diese im Gegensatz zu 
den n-FETs "verkehrtherum" eingebaut, d.h. Source an +24V. Dass das 
p-FET sperrt, braucht es noch einen Pullup zwischen Gate und Source. So 
wie in diesem Bild: http://i.stack.imgur.com/bo9P2.png (rechts). 0V 
(aktiv, also GND) am Gate bedeuten eine Gate-Source-Spannung von -24V 
also "durchschalten".

Wenn ich jetzt allerdings einen µC an Gate anschließe, liegen ja leider 
24V am µC-Pin an - der Controller dadurch zerstört. Daher braucht es 
wohl noch einen vorgelagerten Transistor wie z.B. hier: 
http://www.electronicspoint.com/attachments/3688d1329851379-power-mosfet-circuit-mosfet.jpg

Ist das soweit korrekt?

Ist das die einzige Lösung wenn man einen High-Side-Schalter braucht 
bzw. einsetzen möchte? Da ist es wohl doch angenehmer das 
Verbindungsblech (also GND) zwischen den Leuchten aufzusägen diese dann 
einzeln abzugreifen und einfache Logic-Level-n-Kanal-FETs zu nutzen...

zu den n-Kanal-FETs-habe ich noch eine Frage: Bisher habe ich häufig den 
IRLZ34 eingesetzt, dieser erscheint mir aber stark überdimensioniert, 
außerdem hätte ich gerne ein SMD-Bauteil. Hier sind aber nur wenige 
Logic-Level-Typen dabei (zumindest nach der Liste hier auf 
mikrocontroller.net). Bei den Logic-Level-Fets wird in den Datenblättern 
eine niedrige threshold voltage (Vth) angegeben, zwischen 1V und 2V max. 
Andere bei welchen nicht explizit "Logic Level" im Datenblatt steht, 
haben ein Vth=2,5V max. Bei 5V am Gate wäre da immer noch Faktor 2 
dazwischen. Sind solche dann nicht auch Logic-Level, auch wenn es nicht 
explizit dran steht?

Herzlichen Dank euch schonmal!

Viele Grüße,

Daniel

von rmu (Gast)


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warum nicht gleich einen fertigen automotive high-side schalter 
einsetzen? z.b. bts4880 oder bts711l1?

von chris (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> am Gate bedeuten eine Gate-Source-Spannung von -24V
> also "durchschalten".

24V bedeuten bei den meisten FETs Zerstörung ;)
Die meisten haben eine maximal zulässige VGS von 20V

von HildeK (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Ist das soweit korrekt?

Ja - im Prinzip. Du brauchst noch den Schutz des Gates vor Spannungen > 
20V (je nach Typ) durch z.B. eine 12V-Z-Diode.

> Ist das die einzige Lösung wenn man einen High-Side-Schalter braucht
> bzw. einsetzen möchte? Da ist es wohl doch angenehmer das
> Verbindungsblech (also GND) zwischen den Leuchten aufzusägen diese dann
> einzeln abzugreifen und einfache Logic-Level-n-Kanal-FETs zu nutzen...

Eher nicht. Korrekt ist die Verwendung des Vorschlages hier:

rmu schrieb:
> warum nicht gleich einen fertigen automotive high-side schalter
> einsetzen? z.b. bts4880 oder bts711l1?

Es gibt auch noch deutlich höhere (und auch negative) Spannungen im 
Bordnetz. Die High-Side-Schalter (es gibt noch viele andere) sind darauf 
ausgelegt und halten auch einem Kurzschluss stand.

von Daniel D. (__daniel__)


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Danke euch für die Antworten!

Schon wieder was gelernt. Z.B. den Ansatz mit der Zenerdiode.

Zu den High-Side-Schaltern
Ziemlich mächtig für 3 Lämpchen, finde ich. Bei Conrad habe ich diesen 
gefunden: BTS721L1 für 7,64. Is ja schon ne andere Nummer als ein paar 
n-Kanal-Fets für insgesamt weniger als 1,50€..wenn auch die schönere und 
professionellere Lösung.

Beim BTS721L1 habe ich ja 4 Kanäle zur Verfügung. Kann ich hiervon einen 
verwenden über den ich zunächst die 24V-Versorgung gemeinsam führe um 
diese generell mittels PWM dimmen zu können, und anschließend 
aufsplitten und die anderen 3 Kanäle nur noch als einfache 
Schalter...müsste gehen, oder?

Simpel so:

        24V
         |
         \  switch Kanal 1 (PWM)
   ______|______
  |      |      |
  \      \      \ switches, Kanal 2,3,4 (nur als Schalter)
  |      |      |
  X      X      X Leuchte bzw Last 1,2 und 3
  |______|______|
         |
        GND

von HildeK (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Kann ich hiervon einen
> verwenden über den ich zunächst die 24V-Versorgung gemeinsam führe um
> diese generell mittels PWM dimmen zu können, und anschließend
> aufsplitten und die anderen 3 Kanäle nur noch als einfache
> Schalter...müsste gehen, oder?

Nein geht nicht - sieh das Diagramm im Datenblatt. Es gibt nur einen 
Zugang für die Eingangsspannung.

Infineon und auch ST haben einige zu bieten - speziell auch für 24V.
Z.B. 
http://www.infineon.com/cms/en/product/parametricSearch.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69e2d40357&showAllParameters=true&sort=group&sortDir=&parentChannelRef=&ipt=false&5546d4694909da48014909dc03640175_true=PROFET+24V&intc=0120099

Daniel D. schrieb:
> Ziemlich mächtig für 3 Lämpchen, finde ich. Bei Conrad habe ich diesen
> gefunden: BTS721L1 für 7,64.

Tja, und trotzdem werden sie im hart kalkulierenden Markt der 
Automobilzulieferer verwendet - warum wohl?

von Daniel D. (__daniel__)


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Hups...du hast recht.

Dann ein Low-Side n-Kanal-FET zusätzlich, oder ein solches BSP 452 
High-Side für 0,82€ 
(http://www.reichelt.de/BSP-452-SMD/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=41420&artnr=BSP+452+SMD&SEARCH=high+side+switch) 
oder 4 von diesen und den 4-Kanal-Treiber durch diese 4 zu ersetzen....

Echt nervig sich durch diese millionen von ICs zu quälen...

Kann mir noch jemand hierzu was sagen? Bin nicht ungeduldig, nur dass es 
nich untergeht...

Daniel D. schrieb:
> zu den n-Kanal-FETs-habe ich noch eine Frage: Bisher habe ich häufig den
> IRLZ34 eingesetzt, dieser erscheint mir aber stark überdimensioniert,
> außerdem hätte ich gerne ein SMD-Bauteil. Hier sind aber nur wenige
> Logic-Level-Typen dabei (zumindest nach der Liste hier auf
> mikrocontroller.net). Bei den Logic-Level-Fets wird in den Datenblättern
> eine niedrige threshold voltage (Vth) angegeben, zwischen 1V und 2V max.
> Andere bei welchen nicht explizit "Logic Level" im Datenblatt steht,
> haben ein Vth=2,5V max. Bei 5V am Gate wäre da immer noch Faktor 2
> dazwischen. Sind solche dann nicht auch Logic-Level, auch wenn es nicht
> explizit dran steht?

von Daniel D. (__daniel__)


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Also ich nutze jetzt 3 Highside-Switches (siehe Link oben) und 
zusätzlich ein FET lowside mit welchem ich die Leuchten gemeinsam über 
die Masseleitung dimmen kann. Ob ich ein n-Kanal-Fet mit Vth max = 2,5V 
auch als Logic-Level-Fet betreiben kann weiß ich jetzt nich (vielleicht 
kann mir das doch noch jemand bestätigen?), ich probier es einfach mal 
aus.
Hierfür nehme ich dieses: IRLML-0040 
(http://www.reichelt.de/IRLML-0040/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=132138&artnr=IRLML+0040&SEARCH=IRLML-0040)

Viele Grüße,

Daniel

von HildeK (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Ob ich ein n-Kanal-Fet mit Vth max = 2,5V
> auch als Logic-Level-Fet betreiben kann weiß ich jetzt nich (vielleicht
> kann mir das doch noch jemand bestätigen?), ich probier es einfach mal
> aus.

Oder du liest im Datenblatt. Der IRLML-0040 ist bei 4.5V UGS mit 78mΩ 
RDSon angegeben, bei 10V hat er 56mΩ. Bei 5V dann eben irgendwas 
dazwischen - nach bei den 78mΩ.
Wenn das reicht (Verlustleistung bei dem SOT-23-Gehäuse), kannst du ihn 
sicher nehmen. Ober er allerdings den Einschaltstrom für drei PKW 
Rückleuchten aushält, bezweifle ich noch etwas. Sein Peak-Strom ist 15A 
und Glühlampen haben heftige Einschaltströme.

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