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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik P-Ch Mosfet mit integriertem Logikpegel-Gatter


Autor: Der Big F. (Gast)
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Hallo Leute,

ich stehe gerade ein wenig auf dem Schlauch.
Wenn ich einen P-Ch Mosfet zum schalten von 10V verwende, kann ich 
diesen ja nicht direkt an 5V vom AVR schalten da dann immer noch GS -5V 
ist und der Mosfet noch durschaltet.

Jetzt bleiben mir zwei Möglichkeiten, wenn ich es richtig verstanden 
habe:
- Einmal einen Gate Treiber z.B. MC34151

Oder was mich aktuell beschäftigt:
-P-CH Mosfet mit integriertem Logik-Pegel-Gatter
Dazu habe ich diesen gefunden:
ATP103
https://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/ENA1623-D.PDF

im Datenblatt steht etwas von "4.5V Drive".
Jedoch kann ich aus dem Datenblatt nicht wirklich erkennen, das ich mit 
diesem Mosfet das Gate mit 5V und 0V ansteuern kann und 10V an/aus 
schalten kann.

Vll. kann mir das jemand erklären und noch eine alternative nennen die 
ich auch bei Conrad beschaffen kann.

Gesucht ist ein P-CH Mosfet mit internem Pegelwandler .. falls es 
überhaupt sowas gibt.
Vielen Dank

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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In der Artikelsammlung findest du alle Grundschaltungen zur Ansteuerung 
von MOSFET's.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Der Big F. schrieb:
> Gesucht ist ein P-CH Mosfet mit internem Pegelwandler ..
Such mal nach "High-Side-Switch" oder "Smart-High-Side-Switch".

Da stellt sich natürlich die Frage: wie schnell und oft willst du 
schalten?

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Der Big F. schrieb:
> was mich aktuell beschäftigt:
> -P-CH Mosfet mit integriertem Logik-Pegel-Gatter
> Dazu habe ich diesen gefunden:
> ATP103
> https://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/ENA1623-D.PDF
>
> im Datenblatt steht etwas von "4.5V Drive".

Das ist ein stinknormaler P-Kanal MOSFET. OK, nicht ganz stinknormal. 
Es ist ein logic level MOSFET. Was bedeutet, daß er weniger Spannungs- 
Hub am Gate braucht als ein nicht-LL Typ.

Aber es ist immer noch so, daß sich die Gatespannung auf Source bezieht. 
Wenn Source auf +10V liegt, dann muß das Gate auch auf +10V, damit der 
MOSFET sperrt. Für diesen MOSFET muß man das Gate aber nur bis auf 5.5V 
runterziehen, damit er voll durchschaltet.

Vorteil hat man in dieser Anwendung davon keinen, weil es ja keinen 
Aufwand bedeutet, das Gate bis auf 0V runter zu ziehen. Wenn man jedoch 
+5V mit einem p-Kanal MOSFET schalten wöllte, dann wäre dieser MOSFET 
dafür im Vorteil.

Autor: Der Big F. (Gast)
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Okay,

danke schonmal.

Gibt es denn generell ein Mosfet der mit 5V/0V Gate 10V ein und 
ausschalten kann oder ist das "Wunschdenken" von mir?

Aber mit den von mir genannten Treiber: MC34151 würde es aber 
funktionieren oder?

Schaltfrequenz würde ich gerne um 10khz haben für PWM

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Der Big F. schrieb:
> Gibt es denn generell ein Mosfet der mit 5V/0V Gate 10V ein und
> ausschalten kann oder ist das "Wunschdenken" von mir?

Es gibt so ein Bauteil. Aber es heißt nicht "MOSFET".
Sondern "High-Side-Switch". Wurde ja schon genannt.

> Aber mit den von mir genannten Treiber: MC34151 würde es aber
> funktionieren oder?

Ein Treiber dieser Preisklasse erscheint auf den ersten Blick 
überdimensioniert.

> Schaltfrequenz würde ich gerne um 10khz haben für PWM

Aber für 10kHz sicher nicht verkehrt.

Autor: 6a66 (Gast)
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Axel S. schrieb:
>> Schaltfrequenz würde ich gerne um 10khz haben für PWM
>
> Aber für 10kHz sicher nicht verkehrt.

Also die Hi-Sides die ich kenne haben so Delays von 100...150us ein und 
aus. da ist nicht mit 10kHz. Von STM habe ich einige wenige gesehen die 
tatsächlich ein bisschen flotter sind.
Welche können denn wirklich Delays von so etwa 10us?

rgds

Autor: 6a66 (Gast)
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6a66 schrieb:
> Welche können denn wirklich Delays von so etwa 10us?

Ha, selber einen gefunden: VN5160.

rgds

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Der Big F. schrieb:
> Schaltfrequenz würde ich gerne um 10khz haben für PWM
Willst du das oder brauchst du das?
Was ist deine Last?

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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6a66 schrieb:
> Axel S. schrieb:
>>> Schaltfrequenz würde ich gerne um 10khz haben für PWM
>>
>> Aber für 10kHz sicher nicht verkehrt.
>
> Also die Hi-Sides die ich kenne haben so Delays von 100...150us ein und
> aus. da ist nicht mit 10kHz.

Richtig. Deswegen ja doch besser einen diskreten MOSFET und einen 
Treiber. High-Side Switches sind für PWM i.d.R. nicht geeignet.

Autor: Der Big F. (Gast)
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Hallo,

danke schonmal für die schnellen Antworten.
Ich möchte damit einen LED streifen, ca 1,2A dimmen.

Vermutlich wird auch 1KHZ reichen, damit man das Flackern nicht sieht.

Autor: Der Big F. (Gast)
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welchen high side switch würdet ihr mir denn empfehlen?
Nachdem ich jetzt 20Min gegoogelt habe, konnte ich nix wirklich 
passendens finden und eine Beispielschaltung habe ich auch nicht 
gefunden..

vielen dank

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Der Big F. schrieb:
> welchen high side switch würdet ihr mir denn empfehlen?

Für eine PWM mit 10kHz? Keinen. Liest du manchmal auch die Postings?

Autor: Der Big F. (Gast)
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Hallo Axel,

ich habe mir deinen Post schon durchgelesen, oben habe ich die 
Anforderung mal minimiert auf 1khz :), denke das sollte als PWM für die 
Dimmung der LEDs reichen.

1khz sollten 1000µs sein.

Jetzt habe ich doch folgenden Quad channel high side driver gefunden:
VNQ5E160AK-E

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/45/66/8a/19/6b/7c/41/fa/CD00163285.pdf/files/CD00163285.pdf/jcr:content/translations/en.CD00163285.pdf

Ich habe da folgende Angabe gefunden:
td(on) Turn-on delay time RL= 13  (see Figure 6.) 20 µs
td(off) Turn-off delay time RL= 13  (see Figure 6.) 10 µs

(dVOUT/dt)on Turn-on voltage slope RL= 13 See Figure 26.Vµs
(dVOUT/dt)off Turn-off voltage slope RL= 13 SeeFigure 28.Vµs

Dazu hätte ich noch eine Frage:
Die td(on) Zeit von 20µs bedeutet, das der Ausgang nach dieser Zeit das 
erste Mal Spannung anlegt.

Die Turn-on voltage slope (Siehe angefügte Grafik) sagt aus, das die 13V 
erst nach etwa 650ms angelegt sind?

Habe ich die zwei Größen richtig verstanden?
Das bedeutet, das dieser IC < 1HZ geschaltet werden kann oder?

Danke

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Der Big F. schrieb:
> Die Turn-on voltage slope (Siehe angefügte Grafik) sagt aus, das die 13V
> erst nach etwa 650ms angelegt sind?
Voll daneben!
Das Diagramm bedeutet, dass die Ausgangsspannung bei 25°C Chiptemperatur 
mit 650V pro Millisekunde oder eben mit 0.65V pro Mikrosekunde ansteigen 
wird. Und somit für 10V eine Zeit von 15,5µs nötig ist.

> Habe ich die zwei Größen richtig verstanden?
Nein.

> Das bedeutet, das dieser IC < 1HZ geschaltet werden kann oder?
Dieses IC kann sogar mit 0Hz (falls es das überhaupt gibt), im Volksmund 
auch
"statisch" genannt, angesteuert werden. Aber das willst du doch gar 
nicht...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Operator S. (smkr)
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Nimm als "Treiber" für deinen P-Fet einen N-Fet oder NPN Transistor, im 
Bild der T1
http://i.stack.imgur.com/8PxZ6.png

Autor: Der Big F. (Gast)
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@Lothar Miller

Danke für deine Erklärung, und du hast natürlich recht noch ist es kein 
PWM.
Wenn ich jetzt einfach mal durchrechne:
20 µs - Einschaltdauer
16 µs - Bis ca der Fet vollständig geschaltet ist.
20 µs - Ausschaltdauer < ca. angabe

In Summe braucht der IC 56 µs fürs einschalten, vollständig 
durchschalten und wieder ausschalten.

Das heißt doch für mich zum Verständnis:
1khz sind 1000µs

Ich könnte den Eingang pulsen und ich komme locker auf mein 1khz PWM 
Ausgang oder wo ist mein Denk/Verständnisproblem.

@Operator

Welche größe würdest du für R1 wählen?
Um so größer um so träger ist doch der Mosfet...

Autor: Operator S. (smkr)
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Irgendwas zwischen 1k...10k

Nicht vergessen den Basiswiderstand vor T1.

Solltest du bedenken wegen der Geschwindigkeit haben, kannst du auch 
diese Schaltung verwenden:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Der Big F. schrieb:
> Ich könnte den Eingang pulsen und ich komme locker auf mein 1khz PWM
> Ausgang oder wo ist mein Denk/Verständnisproblem.
Es wird problemlos gehen, aber:
unter 20µs "High"-Dauer schaltet der Fet schon gar nicht ein,
und über 980µs "High"-Dauer schaltet er nicht mehr aus.

Autor: Peter D. (peda)
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Hier mal ne Treiberstufe für nen Step-Down.
Die PWM macht ein ATtiny261:
64MHz / 256 = 250kHz

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter D. schrieb:
> Hier mal ne Treiberstufe für nen Step-Down.
Endlich mal wieder eine Basisschaltung...  ;-)

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