Mosfettreiber und Pegelwandlung mit OPV?

[Basti (Gast)]

Hi,

gibt es Gründe für eine 5V-12V Pegelwandlung und Mosfet-treiber 
(Niedrige PWM-Frequenz) keinen Operationsverstärker mit hoher 
Verstärkung zu nehmen? (Langlebigkeit etc)
Bei drei Mosfets würde ich 6 Transistoren + 12 Widerstände gegen den OPV 
eintauschen ;-)

[Falk B. (falk)]

Nimm Logic Level MOSFETs, dann brauchst du auch keinen Pegelwandler.

[Basti (Gast)]

In diesem Fall schon, weil es ein N-Kanal Mosfet ist der die 
Betriebsspannung schaltet.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Basti schrieb:
> weil es ein N-Kanal Mosfet ist der die
> Betriebsspannung schaltet.

Nö, tut er nicht. Überleg mal, wieviel Spannung zwischen Gate und Source 
steht (und etwas anderes interessiert den MOSFet nicht), wenn er 
durchgeschaltet ist. Ein P-Kanal ist hier die einzige Möglichkeit, ohne 
eine extra hohe DC Spannung die 12V zu schalten - siehe Anhang.

[Basti (Gast)]

Aufm steckbrett mit einem Lastwiderstand ging es, aber mal so drüber 
nachgedacht, bei der finalen last ist der Spannungsfall warscheinlich 
nicht so groß. Das problem dürfte die um Faktor 5 höhere RdsON sein, bei 
einem vergleichbaren P-Kanal.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Basti schrieb:
> Das problem dürfte die um Faktor 5 höhere RdsON sein, bei
> einem vergleichbaren P-Kanal.

Ach, du liebe Zeit - dann schalte doch 5 Stück parallel. Fakt ist, das 
deine Schaltung mit N-Kanal nur dann richtig funktionieren würde, wenn 
du am Gate +12V und nochmal mindestens UGth drauflegst. UGth ist aber 
viel zu klein, um den MOSFet richtig durchzuschalten, also 12V+6V 
mindestens. Kann man mit einem DC/DC Wandler machen.

Wenn das alles zuviel wird, musst du entweder einen Smartswitch nehmen 
oder die LowSide schalten.

[Basti (Gast)]

Ja das sind leider alles vorgegebene Parameter mit denen ich hier zu 
kämpfen habe...

Platine ist sehr klein, aktive kühlung des irl direkt nicht möglich, auf 
der originalplatine waren irl1404s die durch die platine mit kühlfäche 
auf der
unterseite gekühlt.

Aber hast schon recht - die originalbeschaltung war sehr aufwendig mit 
einigen spulen, könnte durchaus ein diskret aufgebauter DCDC sein...

[Falk B. (falk)]

@ Basti (Gast)

>Platine ist sehr klein, aktive kühlung des irl direkt nicht möglich, auf
>der originalplatine waren irl1404s die durch die platine mit kühlfäche
>auf der unterseite gekühlt.

Der IRL1404 ist ein MONSTER-MOSFET mit 4 mOhm RDSON!!! Aber nur, wenn 
man im 10V zwischen Gate und Source gönnt.

>Aber hast schon recht - die originalbeschaltung war sehr aufwendig mit
>einigen spulen, könnte durchaus ein diskret aufgebauter DCDC sein...

Tja, die hatte wohl ihren Sinn. Deine Schaltung betreibt den als 
Sourcefolger im Linearbetrieb, da kommt man nicht mal ANSATZWEISE an 4 
mOhm ran. Also ist die Schaltung für die Katz.

Für sowas braucht man einen High Side Treiber mit Ladungspumpe, welche 
eine Spannung von Vbatt + 10V generiert. Bei 12 V hat man Glück, es 
reicht ein kleiner NE555 + eine 2stufige Kaskade mit 4 kleinen Dioden 
und Kondensatoren. Dann klappt das auch mit der MOSFET-Ansteuerung.

Oder mit einem Pulsübertrager.

Beitrag "Re: +-150V mit 1kHz schalten"

Beitrag "Re: 8x NMOS galvanisch getrennt schalten"

[Falk B. (falk)]

Siehe Anhang, das könnte funktionieren. Das gibt es aber auch schon 
zusammen fix und fertig in einem Smart Switch als BTS555 & Co.

[Falk B. (falk)]

Ok, die Ladungspumpe kann man mit einem ICL7662EBA im SO-8 Gehäuse noch 
kleiner und einfacher bauen.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Basti schrieb:
> gibt es Gründe für eine 5V-12V Pegelwandlung und Mosfet-treiber
> (Niedrige PWM-Frequenz) keinen Operationsverstärker mit hoher
> Verstärkung zu nehmen?

Es gibt schon einen ausreichenden Grund: ein Standard-OPV liefert an 
seinem Ausgang gar nicht den notwendigen Strom, um die Gate-Kapazität 
eines "fetten" MOSFET in angemessener Zeit umzuladen. Vom benötigten 
Spannungshub gar nicht zu reden.

> Bei drei Mosfets würde ich 6 Transistoren + 12 Widerstände gegen
> den OPV eintauschen

Vielleicht schaust du auch einfach mal über den Tellerrand. OPV und 
diskrete Treiber sind keineswegs die einzigen Alternativen. 
Gerüchteweise gibt es auch spezialisierte MOSFET-Treiber, die 5V 
Logiksignale entgegen nehmen und am Ausgang MOSFET mit 12V Gatespannung 
versorgen. MCP14E7, MIC4427 uvwm.

Siehe auch: MOSFET-Übersicht: MOSFET-Treiber

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Axel S. schrieb:
> Gerüchteweise gibt es auch spezialisierte MOSFET-Treiber, die 5V
> Logiksignale entgegen nehmen und am Ausgang MOSFET mit 12V Gatespannung
> versorgen. MCP14E7, MIC4427 uvwm.

Die helfen beim eigentlichen Problem aber nicht, welches, wie Falk und 
ich bereits festgestellt haben, daran liegt, das die originale Schaltung 
eben nicht du zum vollen durchsteuern des MOSFet nötigen 12V+X zur 
Verfügung stellt. wobei X mindestens bei 6V, besser bei 10V liegt. Nur 
dann kann ein N-Kanaler in der Highside die 12V verlustarm durchschalten 
und genügend UGS dazu bekommen.
Ein einfacher DC/DC Wandler ist hier sinnvoll, spezielle Gatetreiber 
hingegen unnötig, wenn sie keine eingebaute Ladungspumpe haben (die auch 
100% On liefern kann).

[MaWin (Gast)]

Basti schrieb:
> gibt es Gründe für eine 5V-12V Pegelwandlung und Mosfet-treiber
> (Niedrige PWM-Frequenz) keinen Operationsverstärker mit hoher
> Verstärkung zu nehmen? (Langlebigkeit etc)

Na ja, MOSFET-Treiber verwendet man, um die kapazitive Gate-Ladung 
SCHNELL umzuladen, daher haben die Dinger 500mA bis 5A Umladestrom und 
10000V/us slew rate.

So ein 20mA OpAmp mit 0.5V/us wie LM324 ist da weit von weg.

Wenn man nur langsam umschalten will, nimmt man besser LogicLevel 
MOSFETs oder Pegelwandler wie CD40109.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Matthias S. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Gerüchteweise gibt es auch spezialisierte MOSFET-Treiber, die 5V
>> Logiksignale entgegen nehmen und am Ausgang MOSFET mit 12V Gatespannung
>> versorgen. MCP14E7, MIC4427 uvwm.
>
> Die helfen beim eigentlichen Problem aber nicht, welches, wie Falk und
> ich bereits festgestellt haben, daran liegt, das die originale Schaltung
> eben nicht du zum vollen durchsteuern des MOSFet nötigen 12V+X zur
> Verfügung stellt.

Ich habe damit auch nur die ursprüngliche Frage des TE beantworten 
wollen, ob ein OPV einen guten oder gar besseren MOSFET-Treiber abgibt.

Aber ja, wenn der TE so dämlich ist, die H-Side mit einem diskreten 
n-MOSFET schalten zu wollen, dann bräuchte er einen H-Side Treiber mit 
Ladungspumpe (die übrigens in dem von mir verlinkten Wiki-Artikel auch 
drin sind). Er kann aber genauso gut einen p-Kanal MOSFET nehmen wie 
jeder andere verständige Elektroniker und dann paßt das wieder.