Ich habe ein Heizelement dessen Temperatur ich mit 24V/5A per PWM kontrollieren möchte. Idealerweise sowohl mit 3.3V als auch 5V Logic Level. Mounting am liebsten SMD. Vielleicht habt ihr ja eine Empfehlung - oder aber noch viel besser: vielleicht schildere ich mal wie ich gesucht habe und vielleicht könnte ihr mir helfen meine Vorgehensweise zu verbessern damit ich das nächste mal auch ohne Fragen hinbekomme :) Also 3.3V bedeutet LL von 2.4V. Also VGSth < 2.4V. Dann suche ich mal bei z.B. Mouser: http://www.mouser.de/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Transistors/MOSFET/_/N-ax1sf Filter: Number of Channels = 1 Channel Continuous Drain Current: >= 5A Gate-Source Threshold Voltage: 2 bis 2.4V Drain-Source Breakdown Voltage >= 30V Dann nach RDSon sortieren und nach MOSFET mit ansprechendem Package/Mounting und kleinem RDSon ausschau halten. Nehmen wir mal den IPB180N04S4-00 (MOSFET N-Ch 40V 180A D2PAK-6 OptiMOS-T2) http://www.mouser.com/ds/2/196/Infineon-IPB180N04S4_00-DS-v01_00-en-767602.pdf Dann schaue ich ins Datasheet finde aber nur den RDSon für 10V und bin ratlos. Gruss, Torsten
Torsten C. schrieb: > Also 3.3V bedeutet LL von 2.4V. Also VGSth < 2.4V. Anderer Vorschlag: BTS432 verwenden?
Torsten C. schrieb: > IPB180N04S4-00 > http://www.mouser.com/ds/2/196/Infineon-IPB180N04S4_00-DS-v01_00-en-767602.pdf Im Diagramm 5 ist die niedrigste Spannung V_GS bei 5V. Daraus würde ich schliessen: 2.4V scheint der Hersteller also mal gar nicht vorgesehen zu haben.
Hallo Thorsten, der UgTh ist ja auch nur die Spannung, bei der der Mosfet ein wenig zu leiten beginnt. Das ist lange nicht das was er braucht um ein RDSon von wenigen mOhm zu erreichen. Entweder wie Thomas schreibt einen BTS verwenden, oder einen MosFet Treiber nehmen. Grüße Bernhard.
Du wirst nur sehr wenige MOSFETs finden, die bei 3,3V bereits ihren niedrigstem RDSon bzw. knapp darüber sind. Leistungs MOSFETs die hohe Ströme fahren können schon garnicht. Möglichkeit 1 wäre die Verwendung eines MOSFET Treibers, dies wurde ja bereits genannt. Da du "nur" ein Heizelement betreiben möchtest, das in der Regel keine hohen PWM Frequenzen erfordert, lässt sich das ganze aber vielleicht auch mit einer einfach Transistor-Verstärkerstufe aufbauen. Das habe ich auch mal in einer Anwendung mit einem Heizelement und Lüftern gemacht. Die PWM Frequenz konnte deutlich unter 100Hz gewählt werden. Dafür brauchts keinen extra Treiberbaustein.
Torsten C. schrieb: > Dann schaue ich ins Datasheet finde aber nur den RDSon für 10V und bin > ratlos. Deine Suche war schon gut durchgeführt. Dumm an der Geschichte war nur, dass mouser beim Filter Torsten C. schrieb: > Gate-Source Threshold Voltage: 2 bis 2.4V den minimalen Wert der Schwellspannung betrachtet. Damit werden auch FETs angezeigt, deren maximale Schwellspannung bei 4V liegt und die für deine Anforderungen völlig unbrauchbar sind (wie der von dir gefundene IPB180N04S4-00) Bei digikey kannst du in der Suche auch filtern, bei welchem Ugs der Wert von R_dson spezifiziert ist (Parameter "Antriebsspannung (max. Rds(On), min. Rds(On))") hier mal eine halbwegs passende Filtereinstellung für dich bei Digikey: https://www.digikey.de/products/de/discrete-semiconductor-products/transistors-fets-mosfets-single/278?FV=fff40015%2Cfff8007d%2C9780001%2C97c0017%2C97c0019%2C97c001a%2C97c001b%2C97c001c%2C97c001d%2C97c001e%2C97c001f%2C97c0020%2C97c0021%2C97c0022%2C97c0023%2C97c0005%2C97c0006%2C97c0007%2C97c004d%2C97c0008%2C97c0055%2C97c0056%2C97c0009%2C97c005b%2C97c005c%2C9800492%2C9800498%2C980049d%2C98004b8%2C98004d3%2C98004e6%2C98004e7%2C980050e%2C9800514%2C980052c%2C9800540%2C9800543%2C980054a%2C980059b%2C98005b1%2C98005b6%2C98005c1%2C98005cb%2C98005cd%2C98005cf%2C98005dd%2C98005fd%2C9800622%2C9800629%2C980062a%2C980063b%2C9800693%2C9800699%2C98006b1%2C98006b7%2C98006e7%2C980070d%2C9800713%2C980073e%2C9800749%2C980075b%2C980078a%2C980078d%2C9800792%2C98007a0%2C98007a3%2C98007b2%2C98007c5%2C98007d3%2C98007e5%2C98007ec%2C9800806%2C980083c%2C980087b%2C9800898%2C98008a9%2C9800942%2C9800962%2C9800973%2C980097a%2C980097e%2C9800994%2C9800997%2C98009b1%2C98009b2%2C98009f8%2C9800a06%2C9800a6c%2C9800a84%2C9800a87%2C9800a90%2C9800113%2C9800abf%2C9800b04%2C9800b18%2C9800b21%2C9800b3d%2C9800b3f%2C9800c00%2C9800dc7%2C9800dfd%2C9800e1f%2C9800e2d%2C9800e3e%2C1f140000%2C1f24000a%2C1f24000d%2C1f24001b%2C1f240009%2Cffe00116&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=3&stock=0&pbfree=0&rohs=0&k=fet&quantity=&ptm=0&fid=0&pageSize=25&pkeyword=fet Vielleicht hilft dir bei der Suche auch, den Wert von U_gs_max auf <20V zu setzen (z.B. auf 10V oder 12V). FETs, die mit 3,3V schon große Ströme schalten können, halten am Gate häufig nicht die 20V aus, die für die meisten "Standard-FETs" gelten.
Torsten C. schrieb: > Also 3.3V bedeutet LL von 2.4V. Also VGSth < 2.4V. Nein, UGS(th) ist die Spannung, unter der er sicher sprrrt. Keine Ahnung wie die Leute auf die abstruse Idee kommen, dass er da schon voll leitet. Die lineate Region verlässt er erst beim doppelten. Torsten C. schrieb: > Dann schaue ich ins Datasheet finde aber nur den RDSon für 10V und bin > ratlos. Eben, das ist ein MOSFET der erst bei 10V sicher durchschaltet. Du brauchst einen, bei dem RDS(on) für 2.5 oder 2.7V spezifiziert ist (und 4.5V reicht für 5V Ansteuerung. IRF3708
Thomas F. schrieb: > Torsten C. schrieb: >> Also 3.3V bedeutet LL von 2.4V. Also VGSth < 2.4V. > > Anderer Vorschlag: BTS432 verwenden? Danke für die Empfehlung! Den hätte ich wohl ohne Empfehlung nicht gefunden. Ich probiere hier mal Datenblatt lesen für Hobbyisten :) > Vbb (operation) 4.5 ... 42 V > µC compatible power switch with diagnostic feedback for 12 V and 24 V DC grounded loads Wenn ich es richtig interpretiere sollte ich 4.5-42V damit schalten können. Unter 4.5V gibt es Undervoltage shutdown, über 42V eine Overvoltage protection. Aber was sollen die erwähnten 12V/24V? > VIN -0.5 ... +6 V > Input turn-on threshold voltage 1.5 - 2.4V Wenn ich das richtig interpretiere heißt das, dass das High Signal gut daran tut mindestens 2.4V zu haben (aber ggf. könnte auch ein bisschen wenig funktionieren) Aber da VIN bis 6V geht wäre auch ein 5V Pegel OK. Im Vergleich zu einem "non-smart" MOSFET ist BTS432 primär einfach nur langsamer? Oder gibt es irgendwelche anderen Gründe die für einen normalen MOSFET (ggf. mit Treiber) sprechen?
> ...lässt sich das ganze aber vielleicht auch mit einer einfach Transistor-Verstärkerstufe aufbauen. Meinst Du einfach in diese Richtung? https://de.wikipedia.org/wiki/Gate-Treiber#/media/File:Gatetreiber_diskret_simple.PNG Und VT dann auch an die 24V? Oder sollte es was komplexeres sein? Ich hab mal hier geschaut https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber ...aber da musste ich erst einmal schlucken.
Achim S. schrieb: > Torsten C. schrieb: >> Dann schaue ich ins Datasheet finde aber nur den RDSon für 10V und bin >> ratlos. > > Deine Suche war schon gut durchgeführt. Dumm an der Geschichte war nur, > dass mouser beim Filter > > Torsten C. schrieb: >> Gate-Source Threshold Voltage: 2 bis 2.4V > > den minimalen Wert der Schwellspannung betrachtet. Damit werden auch > FETs angezeigt, deren maximale Schwellspannung bei 4V liegt und die für > deine Anforderungen völlig unbrauchbar sind (wie der von dir gefundene > IPB180N04S4-00) Alles klar - verstanden. Danke Dir und auch den anderen die auch auf die Tatsache hingewiesen haben, dass es sich um einen Mimimal-Wert handelt. > Bei digikey kannst du in der Suche auch filtern, bei welchem Ugs der > Wert von R_dson spezifiziert ist (Parameter "Antriebsspannung (max. > Rds(On), min. Rds(On))") Cool. Dann das nächste Mal lieber dort suchen. Danke! > Vielleicht hilft dir bei der Suche auch, den Wert von U_gs_max auf <20V > zu setzen (z.B. auf 10V oder 12V). FETs, die mit 3,3V schon große Ströme > schalten können, halten am Gate häufig nicht die 20V aus, die für die > meisten "Standard-FETs" gelten. Aber wenn ich mit 3.3V LL 24V schalten will - darf U_gs_max dann <20V sein? Oder ich hab da noch was nicht verstanden.
Torsten C. schrieb: > Aber was sollen die erwähnten 12V/24V? Der BTS ist wohl für den Automotiven Bereich gedacht/geeignet (sollte auch im Datenblatt stehen) und da sind 12V und 24V halt überwältigend weit verbreitet.
Torsten C. schrieb: > darf U_gs_max dann <20V sein? Nicht darf, sondern muss. Bei höheren Spannungen geht der FET kaputt. Bei vielen, sog. Logik-FETs ist diese höchstzulässige Spannung sogar noch niedriger.
Harald W. schrieb: > Torsten C. schrieb: > >> darf U_gs_max dann <20V sein? > > Nicht darf, sondern muss. Entschuldigung das meinte ich natürlich. Ich meinte darf größer sein. Ich wollte darauf hinaus, dass 24V - 2.4V > 20V Das funktioniert doch dann für meinen Fall nicht, oder?
Torsten C. schrieb: > Ich habe ein Heizelement dessen Temperatur ich mit 24V/5A per PWM > kontrollieren möchte. Welche Frequenz? Denn üblicherweise muss eine träge Heizung nicht mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet werden. Das erzeugt nur EMV Schmutz. Da reicht doch auch simples und langsames (=flaches) Schalten im Hertz oder gar Zehntelhertz-Bereich...
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Bearbeitet durch Moderator
Lothar M. schrieb: > Da reicht doch auch simples und langsames (=flaches) Schalten .... dann geht der FET beim Schalten kaputt ..... ;-)
Fet Schalta schrieb: > .... dann geht der FET beim Schalten kaputt ..... ;-) Man sollte natürlich eine geeignete Schaltgeschwindigkeit zwischen "Sender" und "Rauch" auswählen. Die gibt es...
Fet Schalta schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Da reicht doch auch simples und langsames (=flaches) Schalten Ja, schon richtig. Wirklich schnell muss das Schalten nicht passieren. Aber was genau meinst Du mit flachem Schalten? Langsam ansteigend statt Hi/Lo Puls? > .... dann geht der FET beim Schalten kaputt ..... ;-) Vielleicht eine doofe Frage aber - warum das?
Torsten C. schrieb: > Aber wenn ich mit 3.3V LL 24V schalten will - darf U_gs_max dann <20V > sein? > Oder ich hab da noch was nicht verstanden. Da hast du tatsächlich was falsch verstanden :-) Du vermischt die Begrenzung für U_GS und U_DS. U_GS_max ist einfach dadurch bestimmt, bei welcher Feldstärke die Gateisolierung durchschlagen kann. Bei den meisten Leistungs-MOSFETs liegt das bei +-20V. MOSFETs, die bei niedrigen Gatespannungen schon voll durchschlagen schaffen meist weniger (der oben empfohlene IRF3708 z.B. 12V) https://www.mikrocontroller.net/part/IRF3708 Torsten C. schrieb: > ch wollte darauf hinaus, dass 24V - 2.4V > 20V Du willst daruf hinaus, dass die Gatespannung um U_th größer als die Drainspannung sein muss, damit der FET im Widerstandsbereich arbeitet? Das stimmt zwar, aber im durchgeschalteten Zustand beträgt die Drainspannung ja nicht mehr 24V sondern höchstens noch ein paar hunder mV (der Rest der Spannung fällt ja an der Heizung ab). Die Rechnung "24V-2,4V" hat also keine Relevanz.
Argh: statt Achim S. schrieb: > MOSFETs, die bei niedrigen Gatespannungen schon > voll durchschlagen schaffen meist weniger (der oben empfohlene IRF3708 > z.B. 12V) wollte ich natürlich schreiben: MOSFETs, die mit niedrigeren Gatespannungen schon voll durchschalten ...
Torsten C. schrieb: > Aber was genau meinst Du mit flachem Schalten? Langsam ansteigend statt > Hi/Lo Puls? Relativ langsam, eben nicht in 300ns, sondern z.B. in 10us. Und weil du nicht allzu oft schaltest, darf während des Schaltens ruhig ein wenig mehr Verlustleistung anfallen. >> .... dann geht der FET beim Schalten kaputt ..... ;-) > Vielleicht eine doofe Frage aber - warum das? Stichwort: SOA Du kannst mit dem Mosfet XYZ z.B. 10A bei 30V schalten. Wenn kein Strom fließt, ist die Verlustleistung 0. Wenn der Mosfet voll durchgeschaltet hat, dann ist bei einem Rdson von 5mOhm die Verlustleistung 500mW. Wenn du aber hübsch langsam linear von "Sperren" nach "Leiten" durchfährst, dann kommst du irgenwann mal bei z.B. 15V und 5A an und müsstest eine Verlustleistung von 75W wegkühlen können. Damit betreibt man erfolgreich Lötkolben...
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