Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET Treiber Schaltung so OK?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Gerald R. (visitor)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo!

Ich habe einen Pulslader gebastelt, wo mittels einem IRFZ44N eine Spule 
geschalten wird.

Die Frequenz beträgt ca. 600Hz und die Pulsdauer wird je nach Bedarf 
zwischen 20 und 60µs liegen.

Momentan realisiere ich das im Testaufbau mittels NE555, möchte die 
Pulsdauer aber über einen µC steuern.


In der Schaltung wird das Gate vom FET mittels C1 simuliert.
grün Signal vom µC
rot Strom durch R7
türkis Spannung zwischen R7 und C1

Was sagt ihr, funktioniert das dann auch in der Praxis?

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

Während der Umschaltflanken fließt ein großer Querstrom durch Q2 und Q3, 
außerdem sind die Schaltflanken ziemlich langsam (R3/R4).

Besser, weil schneller, einfacher und ohne Querstrom wäre ein 
komplmentärer Emitterfolger. Der ist am IRFZ44 auch kein Problem, weil 
dessen Schwellspannung für so einen Treiber hoch genug ist.

von Gerald R. (visitor)


Lesenswert?

Danke ArnoR!

Ja der Querstrom beträgt in der Simulation etwa 30mA.

Aber der komplmentäre Emitterfolger ist ja invertierend oder?
Gut, dann drehe ich eben mein Eingangssignal um.

von Cyborg (Gast)


Lesenswert?

Die rote Kurve ist klar, aber mit der grünen und blauen hab ich
ein Verständnisproblem. Welche Pegel sind da wo gemessen?

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Gerald R. schrieb:
> FET Treiber Schaltung so OK?

Nein.

Ist es wirklich so schwer, diskreter MOSFET Treiber zu googeln ?

https://www.google.de/search?q=diskreter+MOSFET+Treiber&biw=1292&bih=1037&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjqzYuSw4zQAhWKIcAKHQPwC94Q_AUIBigB

Muss man alles schlecht und falsch neu erfinden weil man zu faul zum 
nachgucken ist ?

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

Über die Emitter-Basis-Diode von Q2 fließt ein Strom über R4 und R3 und 
die Basis-Emitter-Diode von Q3.
-> Beide Transistoren sind zugleich angesteuert
-> WUMM!

Das ist der Unterschied ziwschen Realität und Simulation.


MfG Paul

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

Paul B. schrieb:
> Über die Emitter-Basis-Diode von Q2 fließt ein Strom über R4 und R3 und
> die Basis-Emitter-Diode von Q3.
> -> Beide Transistoren sind zugleich angesteuert
> -> WUMM!

Nee, der Verbindungspunkt von R3/R4 floatet nicht, sondern wird entweder 
an +12V oder GND gelegt. Der Querstrom fließt daher nur kurz in den 
Umschaltflanken, so wie in jedem CMOS-IC auch.

Paul B. schrieb:
> Das ist der Unterschied ziwschen Realität und Simulation.

Nee, Simulation und Realität stimmen überein, auch wenn dir das wie 
gewöhnlich nicht gefällt.

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

ArnoR schrieb:
> Nee, Simulation und Realität stimmen überein, auch wenn dir das wie
> gewöhnlich nicht gefällt.

Das muß MIR auch nicht gefallen, weil ich es so nicht aufbauen würde.
Was das gewöhnlich bedeuten soll, ist mir nicht klar.

Was mich aber erstaunt, ist, daß Du selbst die gebräuchliche Schaltung 
empfiehlst.

ArnoR schrieb:
> Besser, weil schneller, einfacher und ohne Querstrom wäre ein
> komplmentärer Emitterfolger.

MfG Paul

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Ist es wirklich so schwer, diskreter MOSFET Treiber zu googeln ?
> 
https://www.google.de/search?q=diskreter+MOSFET+Treiber&biw=1292&bih=1037&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjqzYuSw4zQAhWKIcAKHQPwC94Q_AUIBigB
> Muss man alles schlecht und falsch neu erfinden weil man zu faul zum
> nachgucken ist ?

Spitzenbeispiel, das!
Jawoll, da kommt eine ganze Latte von Schaltungsvorschlägen hoch, aber 
die sind größtenteils ungeeignet oder sogar schlechter als der Ansatz 
des TO.

Leider füllt sich das Web mit Bastellösungen, die unter bestimmten 
Randbedingungen mal irgendwie funktioniert haben.

Was soll der Einsteiger da raussuchen?

Insofern finde ich den Ansatz "Simulation hier ins Forum setzen" gar 
nicht so schlecht. Und angemeldet ist der TO auch - damit hebt er sich 
auch angenehm aus der Masse hervor.


Es war übrigens witzigerweise ein Link dabei, der wieder hier im Forum 
landet
Beitrag "n-kanal mosfet treiber diskret mit npn und pnp"

Daraus würde ich mal
https://www.mikrocontroller.net/attachment/28900/FET_Treiber.gif
in die Simulation werfen. ;)


TO -liest Du noch mit? Dann hätte ich noch einen Vorschlag, weil Du eine 
MCU erwähnt hast: Zur Vermeidung von Querströmen beim Umschalten kannst 
Du eine Totzeit mittels zwei GPIO-Pins einführen. Manche Timer können 
das sogar per Hardware.
Und wenn alle Stricke reißen sollten, gäbe es tatsächlich fertige 
MOSFET-Treiber.

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Marcus H. schrieb:
> Spitzenbeispiel, das!
> Jawoll, da kommt eine ganze Latte von Schaltungsvorschlägen hoch, aber
> die sind größtenteils ungeeignet oder sogar schlechter als der Ansatz
> des TO.
>
> Leider füllt sich das Web mit Bastellösungen, die unter bestimmten
> Randbedingungen mal irgendwie funktioniert haben.

Warum ist ne Gegentaktstufe ungeeignet? Mit den richtigen Komponenten 
kann man damit nix falsch machen.
Das hat nix mit Bastellösung zu tun und auch nicht damit, dass das unter 
bestimmten Randbedingungen irgendwie mal funktioniert hat.

von Sascha_ (Gast)


Lesenswert?

Den NPN oben hin, den PNP unten, dann sättigen die nicht hart sobald das 
Gate geladen bzw. entladen ist.

Die 15k beide weg.

R7 sollte eher so 10 Ohm haben.

Den 1k Widerstand so anpassen, dass im Einschaltmoment der Spitzenstrom 
des NPN nicht überschritten wird.
Ich mach sowas mit 2n3904, die können nicht so extrem viel.

Beim Abschalten fließt über den PNP dann ein sehr großer Strom, weil 
kein Widerstand begrenzend wirkt. Hab ich immer ignoriert, sollte man 
aber nen PNP mit etwas höherer Stromtragfähigkeit nehme. Ich hab da 
BC640 verbaut.

Etwas sicherer wäre es dann, mit Diode und Widerstand die Ein- und 
Ausschaltströme ähnlich groß zu machen.
(bisher: Basisstrom NPN über 1k Widerstand, Basisstrom PNP nur über 
Transistorsilizium begrenzt).

von Sascha_ (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Gerald R. schrieb:
>> FET Treiber Schaltung so OK?
>
> Nein.
>
> Ist es wirklich so schwer, diskreter MOSFET Treiber zu googeln ?
>
> https://www.google.de/search?q=diskreter+MOSFET+Tr...
>
> Muss man alles schlecht und falsch neu erfinden weil man zu faul zum
> nachgucken ist ?

An dir ist kein Lehrer verlorengegangen.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


Lesenswert?

M. K. schrieb:
> Warum...
u.a. aus den bereits aufgeführten Gründen ist die Schaltung des TO nicht 
optimal.

Gesucht ist nicht "ne Gegentaktstufe", sondern eine "mit den richtigen 
Komponenten" ausgestattete Schaltung.
Auf dem Weg dahin sind wir gerade.

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

Marcus H. schrieb:
> Gesucht ist nicht "ne Gegentaktstufe", sondern eine "mit den richtigen
> Komponenten" ausgestattete Schaltung.
> Auf dem Weg dahin sind wir gerade.

Diese wurde ja schon gezeigt. Es kommt aber dann nur substanzloses 
Genöle als Dank. Insofern kann man Einstein zitieren:

"Die Definition von Wahnsinn ist, immer wieder das Gleiche zu tun und 
andere Ergebnisse zu erwarten."

Simuliert ruhig noch bisschen...
:))
MfG Paul

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Marcus H. schrieb:
> Gesucht ist nicht "ne Gegentaktstufe", sondern eine "mit den richtigen
> Komponenten" ausgestattete Schaltung.

Wenns kein Mosfet-Treiber-IC sein soll ist die Gegentaktstufe die 
richtige Schaltung ;)

von Gerald R. (visitor)


Lesenswert?

Da sitz ich nun ich armer tor und bin so klug als wie zuvor. ;-)

Vielen Dank an für die konstruktiven Antworten.

Mal sehen, eventuell kauf ich doch einen Gate Treiber IC.

von Codix (Gast)


Lesenswert?

Hier mal ein Vorschlag:
http://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-and-high-side-switches/channel.html?channel=db3a30433dfcb54c013dfda067250219

Die Dinger sind einfach genial. Und kosten nicht viel.
Einfach digital ansteuern, fertsch!
Kennen die nur wenige? Mir fällt hier oft auf, dass diese Switches wenig
benutzt werden.
Wenn die Anforderungen nicht zu kritisch sind, kann man auch die 
Angebote von Pollin nutzen. Da bekommt man die Switches praktisch 
nachgeworfen.
Ich setze sie gerne ein.

von M. K. (sylaina)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wenn ich es diskret machen würde, dann wahrscheinlich so ähnlich wie im 
Anhang.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@M. Köhler (sylaina)

>Wenn ich es diskret machen würde, dann wahrscheinlich so ähnlich wie im
>Anhang.

Nobel geht die Welt zu grunde ;-) Für einen einfachen, digitalen 
MOSFET-Teiber braucht es keine AB-Endstufe mit Ruhestrom, da reichen 2 
einfache Transistoren als Emitterfolger, angesteuert durch die einfache 
NPN-Stufe mit Arbeitswiderstand.

von Gerald R. (visitor)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das habe ich gestern noch gebastetl, werde es mal so aufbauen.
Versuch macht klug ;-)

EDIT meint:
R5 habe ich nur zum Messen in der Sumilation eingebaut.

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Den Transistor zum Invertieren des Signals könntest Du Dir evtl. noch 
sparen:

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> Nobel geht die Welt zu grunde ;-) Für einen einfachen, digitalen
> MOSFET-Teiber braucht es keine AB-Endstufe mit Ruhestrom, da reichen 2
> einfache Transistoren als Emitterfolger, angesteuert durch die einfache
> NPN-Stufe mit Arbeitswiderstand.

Deswegen schrieb ich

M. K. schrieb:
> so ähnlich wie im
> Anhang.

;)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.