Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie am einfachsten 12V mit 5V Steuerspannung schicken?


von Christian (dragony)


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Hallo zusammen,

das Problem ist nicht mit einem NPN zu lösen, da ich VCC schalten muss.

Derzeitige Lösung:
1
12V
2
o-----------------------+----------------------------+
3
                        |                            |
4
                100 Ohm| |                           |
5
                PullUp | |                           |
6
                        |                    GND     |
7
                        |    D+----|R Last|---o      |
8
5V             D+-------+-----|>                     |
9
o------uC-------|<           S+----------------------+
10
               S+--+
11
                   |
12
                   |
13
GND                |
14
o------------------+
Was mich vor allem nervt ist der hohe Verluststrom bei geschlossenem NPN 
MOSFET. Ein höherer Widerstand schaltet aber zu langsam, da das Gate vom 
PNP ziemlich gross ist. Leider kann ich den Pullup nicht mit einem uC 
steuern, da ich ja die 12V Spannung brauche. Irgendwie beisst sich die 
Katze dauernd in den Schwanz....

: Bearbeitet durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Christian S. schrieb:
> Ein höherer Widerstand schaltet aber zu langsam, da das Gate vom PNP
> ziemlich gross ist.
WIE schnell willst du denn WAS damit schalten?

von Paul H. (powl)


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Bei geringer Schaltgeschwindigkeit kannst du einfach den Widerstand 
höher machen.

Alternative1: Nimm einen MOSFET-Treiber.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber

Alternativ: Nimm einen ProFET, den kannst du Highside einbinden und mit 
TTL schalten.

Übrigens, NPN und PNP gibts nur bei Bipolar-Transistoren. Bei FETs heißt 
das N-Kanal und P-Kanal.

von Der Andere (Gast)


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Christian S. schrieb:
> NPN MOSFET.

Christian S. schrieb:
> da das Gate vom PNP

Was bitte sind das für neue revolutionäre Mosfets?

Was du eigentlich willst ist eine Totem Pole oder Push Pull Stufe, oder 
besser ein fertiger Mosfet Treiber

von Falk B. (falk)


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@ Christian S. (dragony)

>das Problem ist nicht mit einem NPN zu lösen, da ich VCC schalten muss.

Auch das könnte ein NPN schalten, wenn gleich die Lösung nicht unbedingt 
optimal ist.

>Derzeitige Lösung:

Komischer Schaltplan, vor allem dein Ausgangs-MOSFET.

>Was mich vor allem nervt ist der hohe Verluststrom bei geschlossenem NPN
>MOSFET.

Dann nimm einen MOSFET-Treiber ala ICL7667. Oder mach es so.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

> Ein höherer Widerstand schaltet aber zu langsam, da das Gate vom
>PNP ziemlich gross ist.

>steuern, da ich ja die 12V Spannung brauche. Irgendwie beisst sich die
>Katze dauernd in den Schwanz....

Nö. Dein Wissen ist nur etwas begrenzt.

von Christian (dragony)


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Da steht aber, dass der ICL7667 ein reiner Low-Side Treiber ist.

von Falk B. (falk)


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@ Christian S. (dragony)

>Da steht aber, dass der ICL7667 ein reiner Low-Side Treiber ist.

Ja, aber da deine 12V ja konstant sind und nicht bis 20 oder mehr Volt 
gehen, funktioniert der für dich problemlos. Hat sogar 2 Kanäle.

von Harald W. (wilhelms)


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Christian S. schrieb:

> Irgendwie beisst sich die Katze dauernd in den Schwanz....

Ja, es sollte sich herumgesprochen haben, das Katzen nur
sehr wenig Ahnung vom Aufbau von Treiberschaltungen haben...

von Christian (dragony)


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Ja, ich wollte den Satz auch im Edit noch schnell löschen. Leider gabs 
dann schon ein Folgeposting :p

von Stefan F. (Gast)


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Du musst ja nicht unbedingt so eine unsymmetrische Schaltung mit Pull-Up 
oder Pull-Down Widerstand aufbauen. Man kann das auch symmetrisch 
machen. Außerdem kann es helfen, für die Treiberschaltung bipolare 
Transistoren zu verwenden, die haben nämlich geringere Kapazitäten.

von Christian (dragony)


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Hallo Stefan,

wie würde denn ein symmetrischer Ansatz aussehen? Ich möchte ja gerne 
den Pull-Up los werden, weiss aber nicht wie. (Ohne jetzt einen Fix und 
Fertig Treiber zu nehmen)

von Falk B. (falk)


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@ Christian S. (dragony)

>wie würde denn ein symmetrischer Ansatz aussehen?

Mal meine Links angeschaut?

https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

>Ich möchte ja gerne
>den Pull-Up los werden, weiss aber nicht wie. (Ohne jetzt einen Fix und
>Fertig Treiber zu nehmen)

Warum nicht? Zu einfach? Zu Stromsparend?

von Operator S. (smkr)


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Falk B. schrieb:
> Mal meine Links angeschaut?
>
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

Hier möchte ich noch anmerken, dass es in deinem Fall besser wäre R2 an 
die Basis von Q2 zu nehmen.
Erstens spielt es dann keine Rolle mehr ob jetzt 4.5V oder 5V an die 
Basis gelangen, zweitens möchtest du wahrscheinlich 0V/12V am Gate haben 
und nicht 36V/24V.
Ausserdem kannst du Q2 dann durch einen N-Fet ersetzen wenn du möchtest.

von Ernst (Gast)


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Was macht ihr da? Das ist doch nicht euer Ernst? Mit 12V und 5V-uC geht 
doch ungefähr jeder High-Side Switch von Reichelt?

von Tcf K. (tcfkao)


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Operator S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Mal meine Links angeschaut?
>>
>> https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png
>
> Hier möchte ich noch anmerken, dass es in deinem Fall besser wäre R2 an
> die Basis von Q2 zu nehmen.
> Erstens spielt es dann keine Rolle mehr ob jetzt 4.5V oder 5V an die
> Basis gelangen, zweitens möchtest du wahrscheinlich 0V/12V am Gate haben
> und nicht 36V/24V.
> Ausserdem kannst du Q2 dann durch einen N-Fet ersetzen wenn du möchtest.

Die Schaltung kommt aus dem Thread:
Beitrag "Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?"

Die Gatespannung ist schon ok, ist ein P-Channel. Ich dachte auch erst 
dass die Ugs überschritten wird, aber weil der Transistor als 
Stromquelle geschaltet ist eben nicht.
Allerdings wird bei der Auslegung für 36V Betriebsspannung die 
Verlustleistung des SMD-Transistors ausgereizt, 250 mW. Sollte man nicht 
machen.

von Christian (dragony)


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Also ich habe jetzt mal bei Mouser mir einige der 10001 Gate-Driver 
angeschaut und blicke da nicht wirklich durch. Der Satz von Falk, dass 
ich für meinen PNP auch einfach einen Low Side Treiber nehmen kann, hat 
nur noch eine weitere Frage aufgeworfen. Warum?

Naja ich wollte jetzt einfach mal ein paar bestellen und praktische 
Erfahrungen sammeln. Ich habe einfach mal den billigsten rausgesucht.

http://www.mouser.ch/ProductDetail/Microchip-Technology/TC4452VPA/?qs=sGAEpiMZZMvQcoNRkxSQkvJ0kzRPsMabovQzFarStXQ%3d

Wäre dieser geeignet, einen P-Kanal MOSFET mit einem 5V uC an- und 
abzuschalten, der an 12V hängt? Und wenn ja, wieso brauche ich keinen 
speziellen High-Side Gate Driver?

von Amateur (Gast)


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@Christian

Könntest Du mal die Katze (nicht die, die sich in den Schwanz beißt) aus 
dem Sack lassen?

Für eine, wie von Dir geplante Schaltung fehlen schlicht und einfach ein 
paar grundlegende Informationen.

Wie sieht's z.B. mit dem gewünschten Strom aus? µA, mA, A oder kA?
Wie sieht es mit der Schaltfrequenz aus? Gelegentlich Ein/Aus oder PWM?
Ist "R Last" eine echte Ohm’sche Last oder ein Symbol?
Ich rate mal, dass kein Analogbetrieb benötigt wird.

von Christian (dragony)


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Ich möchte mir eine High-Power Ladungspumpe basteln, die aus 9.6V knapp 
18V/3A erzeugen kann. Das ganze soll mit einem uC gesteuert werden, 
damit ich auch noch mit der Regelsoftware rumspielen kann.

Das Entladen des Kondensators war kein Problem, da habe ich ein Logic 
Level N-MOS genommen. Als ich dann zum Laden kam, Überraschung, ging das 
nicht mehr, da ich ja den Transistor direkt an VCC hängen musste.

Also habe ich einen Logik Level P-MOS genommen. Das ging beim Testen mit 
3V auch ganz gut, bis ich den Spannungsregler eingebaut habe, da ich ja 
mit 9.2V Eingangsspannung fahren möchte, der uC aber nur 5.5V verträgt. 
Tja und dann, oh noch eine Überraschung, ging der P-MOS nicht mehr 
zu....

Was man so alles lernt beim Basteln....

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@Christian S. (dragony)

>Ich möchte mir eine High-Power Ladungspumpe basteln, die aus 9.6V knapp
>18V/3A erzeugen kann.

AHA! Wenn gleich das möglich ist, ist es wenig sinnvoll. Ein DC/DC 
Wandler mit Spule kann das besser. Gibt es fertig im Laden.

>Das Entladen des Kondensators war kein Problem, da habe ich ein Logic
>Level N-MOS genommen.

jaja, der übliche Murks. ;-)
Nein leibe Kinder, SO macht man das NICHT! Man baut sich wenigstens eine 
gescheite Halbbrücke aus MOSFETs oder bipolaren Transistoren, aber 
sicher NICHT einen getrennten High- und Lowside Schalter!

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