Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik p-Kanal MOSFET über ULN2803 ansteuern?


von Steffen S. (st_se)


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ich muß mal eine Frage loswerden, da ich in Sachen Leistungselektronik 
nicht so bewandert bin. Ich belese mich schon seit etlichen Tagen im 
Netz hin und her, werd aber immer verwirrter dabei :)
Vielleicht kann mir ja jemand weiterhelfen - danke schon mal vorab.

Folgende Problemstellung versuche ich zu lösen: Mehrere Verbraucher 
(sagen wir mal Glühlampen, 12V / 110W) sollen mittels eines 
Mikrocontrollers geschaltet und per PWM auch gedimmt werden können. Da 
die Masseleitungen der Verbraucher nicht getrennt werden können und nur 
die "Plus-Leitung" verfügbar ist (z.B. im KFZ), muß ich also einen 
High-Side driver mit einem p-Kanal MOSFET aufbauen. Soweit korrekt?

Ich habe jetzt ein Beispiel im Netz gefunden, was von einer Schaltung 
wie im Anhang 1 ausgeht. Ein NPN-Transistor (der vom PWM des 
Mikrocontrollers gesteuert wird) steuert den MOSFET. Da ich jetzt 
allerdings ...einige unabhängig zu steuernde Verbraucher hätte, werden 
mir das zu viele Transistoren und Basiswiderstände auf der Platine. ;)

Könnte ich die Ansteuerung der MOSFETs auch wie im Anhang 2 von mir mal 
aufgezeichnet über den ULN realisieren (A1 ... A4 gehen zum jeweiligen 
"Pluspol" einer Glühlampe, die gegen Masse hängt, die ULN-Eingänge 
kommen von einem ATmega, der mit 5V läuft)? Oder denke ich da zu 
einfach?

Oder ist gar mein kompletter Ansatz Murks und ihr würdet mir was 
anderes, besseres nahelegen?

Wäre eigentlich für die Schaltaufgabe (ist ja erstmal unabhängig ob 
nun mitm ULN oder dem Transistor gesteuert wird) der gewählte MOSFET 
(IRF4905) "Overkill"? Ich hatte gedacht, ihn nicht bis ans Maximum vom 
Strom her ausreizen zu wollen, um vielleicht etwas weniger Abwärme zu 
bekommen.  Oder ist er gar völlig fehl am Platze?

Danke schon mal vorab für sachdienliche Hinweise ;)


Steffen

von Falk B. (falk)


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@ Steffen S. (st_se)

>ich muß mal eine Frage loswerden, da ich in Sachen Leistungselektronik
>nicht so bewandert bin.

Ein ULN2803 hat nicht viel mit Leistungselektronik zu tun ;-)

>die "Plus-Leitung" verfügbar ist (z.B. im KFZ), muß ich also einen
>High-Side driver mit einem p-Kanal MOSFET aufbauen. Soweit korrekt?

Ja.

>Könnte ich die Ansteuerung der MOSFETs auch wie im Anhang 2 von mir mal
>aufgezeichnet über den ULN realisieren

Ja.

>nun mitm ULN oder dem Transistor gesteuert wird) der gewählte MOSFET
>(IRF4905) "Overkill"?

Lass mich raten. Der kann mehr als 100A?

Knapp dran, "nur" 74A ;-)

>Ich hatte gedacht, ihn nicht bis ans Maximum vom
>Strom her ausreizen zu wollen, um vielleicht etwas weniger Abwärme zu
>bekommen.

Kann man machen.

>  Oder ist er gar völlig fehl am Platze?

Geht schon.

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Steffen S. schrieb:
> muß ich also einen
> High-Side driver mit einem p-Kanal MOSFET aufbauen.

High-Side bin ich bei dir (so nennt man die Leitung, die auf dem höheren 
Potential liegt). P-Kanal muss nicht unbedingt sein, es gibt auch 
Lösungen, die einen N-Kanal MOSFET benutzen, dann ist aber "etwas mehr 
in Sachen Gate-Treiber" nötig.
Ein Beispiel "in deiner Leistungsklasse" wäre z.B. der BTS441RG.

Ansonsten ja, beide deiner Prinzip-Schaltbilder sind vom Grundsatz her 
i.O.. Jetzt kommt es "nur noch" auf die Details an.

Wundere dich insbesondere nicht, wenn du zauberhafte Effekte bekommst, 
wenn du mehrere 100 W Lasten mit hoher PWM-Frequenz (über lange Kabel) 
taktest... :-)

Viele Grüße,
Alex

von Roland .. (rowland)


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Alex B. schrieb:
> P-Kanal muss nicht unbedingt sein, es gibt auch
> Lösungen, die einen N-Kanal MOSFET benutzen, dann ist aber "etwas mehr
> in Sachen Gate-Treiber" nötig.

Steffen S. schrieb:
> (sagen wir mal Glühlampen, 12V / 110W)

Also bei knapp 10A ist der Ruf nach einer - doch deutlich 
komplizierteren - Lösung mit einem NMOS in der Versorgungsleitung, 
zumindest aus Effizienzgründen, wohl nicht gegeben.

von Steffen S. (st_se)


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Alex B. schrieb:
> Ansonsten ja, beide deiner Prinzip-Schaltbilder sind vom Grundsatz her
> i.O.. Jetzt kommt es "nur noch" auf die Details an.

joa... die Sache mit dem Widerstand am MOSFET muß ich mir z.B. noch mal 
genau ansehen, ggfs. komm ich da noch mal Fragend zurück ;)


Was die Bauteilempfehlung angeht: Danke fürs Raussuchen. Beim Reichelt 
habe ich ihn leider nicht gefunden, beim Conrad kommt er auch mit nem 
recht ...stolzen Preis daher. Denk mal, daß das Budget damit etwas 
gesprengt wird für 4+ Kanäle.

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