Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit P-Kanal MOSFET "IRF9630"


von Biff T. (atmel_fan)


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Hallo zusammen,

ich habe Probleme mit dem P-Kanal MOSFET "IRF9630". Das MOSFET soll eine 
Sirene (0,09A @ 10V) steuern. Das Netzteil welches ich für die 
Alarmanlage verwende liefert 10 Volt. Über ein Step-Down 
Schaltregel-Modul erhalte ich eine Spannung von 5 Volt für den µC. 
Volgende Belegung des MOSFET

Source: +10 Volt
Drain : an Sirene (+)
Gate  : an µC

Eigentlich sollte das MOSFET doch bei 0V (+5V) sperren, und bei -5V 
verbinden. Aber es verbindet dauerhaft, egal was ich an Gate lege (+/- 
5V, +/- 10V). Kann sich das irgendwer erklären?

Datenblatt: http://www.vishay.com/docs/91084/91084.pdf

Biff

von Operator S. (smkr)


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Du musst die Gate-Source Spannung anschauen.

Einmal hast du

Gate = 5V, Source = 10V -> -5V

und einmal

Gate = 0V, Source = 10V -> -10V

Somit schaltet es immer durch.
Du musst dafür sorgen, dass das Gate dieselbe Spannung erhält wie die 
Source (also 10V)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Biff Tannen (atmel_fan)

>Source: +10 Volt
>Drain : an Sirene (+)

OK.

>Gate  : an µC

Geht so nicht.

>Eigentlich sollte das MOSFET doch bei 0V (+5V) sperren, und bei -5V
>verbinden. Aber es verbindet dauerhaft, egal was ich an Gate lege (+/-
>5V, +/- 10V). Kann sich das irgendwer erklären?

Sicher. Du schaltest nur zwischen -5 und -10V U_GS um. Du brauchst einen 
Pegelwandler, welcher das Gate auf +10V legen kann, damit U_GS 0V 
werden kann und der MOSFET sperrt.

von Biff T. (atmel_fan)


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Habe jetzt folgenden Aufbau mit einem Labornetzgerät (auf 10V) auf 
Stechplatine erstellt:


Source: + von Netzgerät
Drain : an Sirene (+)
Gate  : + von Netzgerät

Ergebnis:
Es funktioniert!!
Das MOSFET sperrt bei +10 und +10V. Kann ich nicht einfach ein 
npn-Transistor vor Gate schalten, der -10V anlegen kann? Natürlich 
auchnoch ein Pullup Widerstand, damit normalerweise +10V am MOSFET 
anliegen. So müsste es doch funktionieren, oder?

Vielen Dank

von Falk B. (falk)


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@Biff Tannen (atmel_fan)

>Das MOSFET sperrt bei +10 und +10V.

Komischer Satz.

> Kann ich nicht einfach ein
>npn-Transistor vor Gate schalten, der -10V anlegen kann? Natürlich
>auchnoch ein Pullup Widerstand, damit normalerweise +10V am MOSFET
>anliegen. So müsste es doch funktionieren, oder?

Eben DAS ist ein Pegelwandler.

von Biff T. (atmel_fan)


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@Falk Brunner (falk)

Meinte natürlich bei +10V an Gate und +10V an Source.
Stimmt, das ist ein Pegelwandler...

Danke!

von Falk B. (falk)


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@ Biff Tannen (atmel_fan)

>Meinte natürlich bei +10V an Gate und +10V an Source.

Da Source konstant an +10V liegt, ist diese zusätzliche Infromation 
überflüssig bis irritierend.

von Michael B. (laberkopp)


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Biff Tannen schrieb:
> Meinte natürlich bei +10V an Gate und +10V an Source.
> Stimmt, das ist ein Pegelwandler...

Nein.

Du hast da einiges am MOSFET noch nicht verstanden.

Dabei ist ein P-Kanal MOSFET so einfach, wenn man einen N-Kanal MOSFET 
schon kennt.

Die Gate-Spannung ist immer IN BEZUG ZUM SOURCE.

Wenn dein Source auf +10V und dein Gate auf +10V liegt, ist die UGS 
Spannung 0V, und der mSFET damit aus.

Um ihn einzuschalten muss das Gate auf 0V, denn dann ist die Differenz 
UGS -10V und der MOSFET ein.

Man kann den MOSFET NICHT direkt an den uC anschliessen, denn der 
liefert niemals 10V, kann also den MOSFET niemals ausschalten. Die 5V 
reichen nur für UGS = -5V und das macht den MOSFET eher "halbleitend", 
nicht aus und nicht ein.

Also brauchst du einen EXTRA Pegelwandler:
1
        +-------+- +10V
2
        |       |
3
       1k       |
4
        |       |S
5
        +------|I IRF9630
6
        |       |
7
uC -1k-|< BC547 +--|<|--+  Freilaufdiode, z.B. BA157
8
        |E      |       |
9
        |    Sirene     |
10
        |       |       |
11
GND ----+-------+-------+-- Masse
Übrigens ist ein IRF9630 mit 200V gnadenlos übertrieben für zu 
schaltenden 10V.

von Biff T. (atmel_fan)


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Eigentlich meinte ich, dass der npn-Transistor (in diesem Fall) ein 
Pegelwandler ist und nicht das MOSFET.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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@Biff Tannen: Lass dich nicht verwirren, es hat schon gestimmt, was du 
gesagt hast. Und es wird so funktionieren wie du es um 13:06 Uhr 
geschrieben hast, allerdings sind Schaltpläne die Sprache der Techniker, 
nicht Prosa.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Bleibt die Frage: warum hast du überhaupt einen p-Kanal genommen?
Mit einem n-Fet wäre das viel einfacher :-)

von Biff T. (atmel_fan)


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Ein n-Fet würde minus schalten. Ich muss aber Plus schalten. Hier der 
Grund: Die Sirene ist an einem Kasten angeschlossen (mit 3 LEDS und 
Taster). Alles musste über ein 6-adriges Kabel verlegt werden, also habe 
ich GND für den gesamten Kasten mitgelegt, und die Sirene bekommt nur 
über eine Ader +10V.

von Biff T. (atmel_fan)


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Welches P-kanal MOSFET würde für dieses Vorhaben passen?

von Falk B. (falk)


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Für 90mA reicht ein alter BS250.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Gehe auf MOSFET-Übersicht
Spannung mindestens 25 Volt, besser 50 V.
RDSon höchstens 2 Ω = 2000 mΩ


Falk Brunner schrieb:
> BS250

10 Ω finde ich etwas heftig, damit bleiben nur 9 Volt für die Sirene 
übrig. Funktionieren wird es damit aber, nur etwas leiser.

: Bearbeitet durch User
von Biff T. (atmel_fan)


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Das BSH205 MOSFET könnte passen.
Werde es mir zulegen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Biff Tannen schrieb:
> Das BSH205 MOSFET könnte passen.

Der hat nur 12 Volt, das ist zu knapp.

von Falk B. (falk)


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@Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite

>> BS250

>10 Ω finde ich etwas heftig, damit bleiben nur 9 Volt für die Sirene
>übrig. Funktionieren wird es damit aber, nur etwas leiser.

10 Ohm max., 3 Ohm typ. Passt schon.

von Biff T. (atmel_fan)


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Ich werde mir ein BS250 MOSFET anschaffen und es damit testen.

Danke!

: Bearbeitet durch User
von Biff T. (atmel_fan)


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Jetzt habe das BS250 verwendet. Der Pegelwandler funktioniert auch! 
Halbleitertechnik ist viel viel sauberer als ein Relais über 
Transistoren anzusteuern. Vielen Dank an Alle!

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Für so was würde ich ein PROFET nehmen. Oder halt einen anderen 
integrierten High-Side Schalter. Da hat man dann keine Probleme mit der 
Ansteuerung, meist direkt mit 3,3,V schaltbar, und gleich viele 
Schutzfunktionen integriert. Diagnoseausgang meist auch noch. Und für 
den 12V Bereich gibt's ganz viele wegen Automotive.

: Bearbeitet durch User
von Biff T. (atmel_fan)


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Oh, es funktioniert zwar, jedoch wird der Transistor BC547 EXTREM warm. 
Sollte ich einen anderen verwenden?

von Biff T. (atmel_fan)


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Mein Fehler, habe die Basis selbst an +5V gelegt. Über Widerstand und µC 
Ausgang geht es.

: Bearbeitet durch User
von Choose (Gast)


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logic level mosfet...........

von Falk B. (falk)


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@ Cyblord ---- (cyblord)

>Für so was würde ich ein PROFET nehmen. Oder halt einen anderen
>integrierten High-Side Schalter.

Klar, um eine lausige Sirene mit 90mA in einem Hobbyprojekt anzusteuern.
Die zwei Transistoren + Widerstände kosten keine 50 Cent in Summe und 
sie gibt es überall.

KISS!

von Cyblord -. (cyblord)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Cyblord ---- (cyblord)
>
>>Für so was würde ich ein PROFET nehmen. Oder halt einen anderen
>>integrierten High-Side Schalter.
>
> Klar, um eine lausige Sirene mit 90mA in einem Hobbyprojekt anzusteuern.
> Die zwei Transistoren + Widerstände kosten keine 50 Cent in Summe und
> sie gibt es überall.

Grade dann. Ein lausiger High-Side-Switch kostet auch nur 1-2 EUR. Es 
muss natürlich kein PROFET für 50 EUR sein.
Und SIMPLER ist der auf jeden Fall, weil er praktisch ohne jede weitere 
Beschaltung direkt mit einem Controller angesteuert werden kann.

Aber grade die High-Side Ansteuerung macht Anfängern Probleme. Weil man 
einen Gatetreiber braucht.

http://www.reichelt.de/BS-Transistoren/BSP-452-SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2884&ARTICLE=41420&SEARCH=high-side&OFFSET=16&WKID=0&;

von Biff T. (atmel_fan)


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Falk Brunner schrieb:
> lausige Sirene

Stimmt nicht ganz so. (; Die Sirene ist im Zimmer montiert. Eigentlich 
ist sie für die Hauswand bestimmt und darf auch nur Draußen verwendet 
werden. Darum habe ich statt vorgesehener 24 Volt auch nur 10 Volt 
verwendet.

Biff Tannen schrieb:
> Sirene (0,09A @ 10V)

Trotz der 10 Volt musste ich einen Teil der Schallöffnungen überkleben.

So lausrig ist das Projekt auch nicht. Immerhin habe ich 
Hausalarmkästen, einen Magnetschalter an der Tür sowie einen RFID-Leser 
vor der Tür montiert. In dem Hauptkasten ist ein LCD eingebaut, das 
(wenn der Schlüsselschalter entsperrt ist) ein passwortgeschütztes Menü 
anzeigt, welches mit IR-Fenbedienung zu steuern ist. Im Menü kann 
angezeigt werden, welche Personen (RFID-Transponder) wie oft das Zimmer 
betreten haben, wie oft die Tür unerlaubt geöffnet wurde, welche 
Personen (Transponder) zugelassen sind (ändebar), wie lange die Tür 
geöffnet bleiben darf wenn ein gültiger Transponder erkannt wurde(1-30 
sec.), wie lang der Alarm nach schließen der Tür noch weiter an sein 
soll (0-30 sec), ..., ..., ...

Es wird sogar erkannt, wenn unerlaubt der Strom ausgeschaltet wurde. 
Daraufhin wird über ein Relais eine 9 Volt Batterie an die Sirene 
gekoppelt...

Alles in Allem etwas aufwendiger.

Dank Eurer Hilfe konnte ich die Sirene mit einem MOSFET ansteuern.
Nochmals danke an alle!!

: Bearbeitet durch User
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