Hallo Spezis,
es gibt zu meiner Frage schon das ein oder andere Thema hier, aber so
richtig habe ich es noch nicht verstanden.
Ich möchte ein Byte mit Glühbirnen (24V, 3W) darstellen.
Der aktuelle Stand ist, dass ich das Byte aus meinem ATMega8 auf ein
Schieberegister schicke und dann mit 8 LEDs, die über einen
Vorwiderstand direkt am Schieberegister hängen, anzeige.
Das funktioniert soweit.
Um nun stattdessen die 24V Glühbirnchen zu schalten, würde ich die LEDs
einfach durch jeweils einen IRF3710 Mosfet ersetzen.
Nun sagte mir ein Mitschüler, dass das so nicht geht und man für jeden
Mosfet noch einen Treiber braucht. Warum das so sein soll, konnte er mir
allerdings nicht erklären.
Kann mir jemand von euch weiterhelfen?
- Warum benötige ich einen Treiber, wenn das Schieberegister doch mit
dem 5V Pegel den MosFET schalten kann?
- Gibt es 8-Kanal Treiber ICs, mit denen ich den IRF3710 schalten kann?
- Gibt es evtl. besondere Schieberegister, die das bereits von Haus aus
können?
Vielen Dank schonmal,
Meiko
Wenn das Schieberegister das Gate angemessen treiben kann, dann ist kein
zusätzlicher Treiber erforderlich.
Wenn nicht, dann ja...
Der IRF3710 ist kein Logiklevel FET. Der braucht also definitiv einen
FET Treiber.
Um die kleinen Birnchen direkt zu treiben könntest du auch ein UNL2803
verwenden
Hallo Arduino Fanboy,
vielen dank für Deine Antwort.
Hmmm... aber wenn ich testweise den IRF3710 direkt an einen uC Pin lege,
kann ich ihn doch auch schalten.
Welche Eigenschaft des MosFet macht denn einen Treiber überhaupt
erforderlich? Und was tut der Treiber dann? Und wonach muss ich suchen,
um einen geeigneten Baustein für die IRF3710 zu finden?
Fragen über Fragen... ;)
Hallo,
schau mal im Datenblatt des FET auf die Gate Threshold Spannung. Vgth.
Die liegt bei deinem FET zwischen 2V und 4V.
Als Daumenwert gilt, dass dein Treiber (hier dein Controllerpin) die
doppelte Threshold Spannung liefern muss, damit der FET richtig
eingeschalten wird.
Bei 5V VCC des Controllers kommst du nicht auf 8V. Also brauchst du
einen Treiber.
Aber:
Da deine Last nur einen sehr kleinen Strom braucht kann es auch ohne
gehen. Du hast etwas mehr Verslustleistung im FET. Aber das spielt
vermutlich keine Rolle.
Tipp:
Einfach ohne Treiber versuchen. Wenn die FETs beim Betrieb warm werden
(also heißer, dass man sie nicht mehr anfassen kann. Alles andere ist
ok), dann solltest du einen Treiber ergänzen.
Gruß, Jens
Arduino F. schrieb:> Um die kleinen Birnchen direkt zu treiben> könntest du auch ein UNL2803 verwenden
Vorsicht: 3W an 24V = 125mA, gibt etwa 140mW Verlustleistung auf dem
Kanal. Wenn alle_Acht_gleichzeitig in Betrieb sind, ist das schon
grenzwertig!
Hallo,
vielen Dank für die Antworten.
Die Sache mit dem Threshold habe ich verstanden. Mir war nicht klar,
dass ein MosFET zwar schalten kann, aber evtl. nicht richtig
durchschaltet.
Nun habe ich mal mehrkanaligen Treibern gesucht und folgendes gefunden:
http://www.st.com/content/st_com/en/products/power-management/led-drivers/led-array-drivers/aled1642gw.html
Wäre es damit z.B. möglich, 16 MosFETs zu treiben?
Gibt es nicht vielleicht auch einen Baustein, der das bereits inklusive
hat?
Gern als Array... 2,4 oder 8 in einem IC?
Das, was an den MosFETs hängt, würde ich gern variabel halten.
Im ersten Schritt sind es nur die kleinen Glühlampen, aber ich könnte
mir auch vorstellen, dass ich da mal Magnetventile dranhänge oder so.
LG, Meiko
oder Du nimmst statt der Treiber gleichen einen Logic-Level MOSFET wie
den Wald-Und-Wiesen Typ IRLZ34. 10 Stück kosten in der Bucht 3,90 Euro.
Das ist einfacher und am Ende wahrscheinlich sogar billier als einen
Treiber für Deine FET's zu basteln.
Hi,
der sieht auch interessant aus. In der Variante IRLZ44 sogar noch für
ein bisschen mehr Strom geeignet.
Was würde denn eigentlich passieren, wenn an einem der Mosfets ein
Kurzschluss entsteht? Geht das überhaupt? Oder stellt der MosFET mit
seinem Ron immer auch einen Verbraucher dar?
Meiko schrieb:> Ich möchte ein Byte mit Glühbirnen (24V, 3W) darstellen.> Um nun stattdessen die 24V Glühbirnchen zu schalten, würde ich die LEDs> einfach durch jeweils einen IRF3710 Mosfet ersetzen.
Vergiss den 3710.
Nimm einen ULN2803 oder gleich die Variante mit eingebautem
Schieberegister TPIC6B595.
Die schaffen die 125mA Dauerstrom deiner Lampen und gehen auch beim
Einschaltspitzenstrom, der durchaus 1.25A betragen kann, nicht kaputt.
@MaWin,
vielen Dank für Deine Antwort.
Den 2803 finde ich zwar auch interessant, aber wie bereits beschrieben
möchte ich ausgangsseitig etwas flexibler sein.
Der IRLZ44 kann höhere Spannungen und höhere Ströme schalten als der
2803.
So kann ich dann z.B. 48V Magnetventile schalten.
Folgendes habe ich mir nun überlegt: (siehe Anhang).
Anstelle der IRF3710 habe ich IRLZ44 eingesetzt. Die Ausgänge der
Mosfets werden dann auf die Glühbirnchen, Magnetventile, etc. gelegt.
Am anderen Ende der Verbraucher liegen dann die +24V an.
Das müsste doch dann so gehen, oder?
üblicherweise spendiert man einem MOSFET einen Widerstand zwischen Pin
des Controllers und dem Gate in der Größenordnung um 100 Ohm. Das hat
verschiedene Gründe ... hauptsächlich um das EMV Verhalten bei PWM zu
verbessern. Zusätzlich lohnt sich noch ein 10k Widertand zwischen Gate
und GND. Den braucht man, um die Ladung aus dem Gate (das verhält sich
elektronisch wie ein Kondensator) wieder raus zu bekommen, falls der
Strom nicht über den ansteuernden Pin ohnehin schon abließt. Ist zwar
nicht immer notwendig, schadet aber in keinem Fall.
PS: im Fall von induktiven Lasten wie der Spule eines Magnet-Ventils die
Freilauf-Diode nicht vergessen.
10 IRLZ44 gibt's in der Bucht ab 4,90 Euro ... allerdings reicht ein
IRLZ34 normalerweise dicke aus. Je größer die Ströme werden, um so
schwieriger wird das ganze nämlich auch. Da spielen dann plötzlich Dinge
wie notwendige Leiterbahnbreiten etc. eine Rolle. Auch Schraubklemmen,
die für mehr als 15 Ampere spezifiziert sind, findet man nicht so ohne
weiteres usw.
Meiko schrieb:> Das, was an den MosFETs hängt, würde ich gern variabel halten.
Eierlegende Wollmilchsäue haben sich schon in der Natur nicht bewährt.
Man sollte seine Schaltungen den jeweiligen Gegebenheiten anpassen.
Einigermaßen tolerant gegenüber recht unterschiedlichen Lasten sind
eigentlich nur elektromechanische Relais.
PPS: ich hab gerade gesehen, dass die IRLZ34 bei Ebay jetzt sogar nur
noch 3,30 für 10 Stück kosten ... da hatte ich noch einen alten Preis im
Kopf :-)
Vielen Dank euch für die Antworten.
@doedel: Super Beispiel! Die Widerstände zwischen Gate und
Schieberegister werde ich noch einsetzen.
Zwischen Gate und GND hatte ich ein 3K3 Widerstandsnetzwerk vorgesehen.
Ist auch in dem Schaltplan oben drin - zugegebenermaßen wegen der
Darstellung als Bus nicht gerade gut zu erkennen...
Dann bestell' ich jetzt mal Teile :D
Der Zusammenhang zwischen Einschaltspielen und Lebensdauer einer
Gluehlampe ist aber schon bekannt ? Man kann die Lebensdauer einer
Gluehlampe erhoehen, indem man nicht Spannung schaltet, sondern Strom.
Der Einschaltvorgang dauert dann etwas laenger. Eine Gluehlampe ist ein
Kaltleiter und zieht einen hohen Einschaltstrom wenn man die spannung
schaltet.
Und mit Unterspannung kann man die Lebensdauer auch erhoehen.
Wenn dein Schieberegister genug Strom liefern kann, dann nimm doch
einfach einen bipolaren Transistor. Den Basiswiderstand dann so
auslegen, dass er nicht übersteuert wird, sondern meinetwegen nur
0,3-0,5 A durchlässt und bei deinen 125 mA nicht zu warm wird (Im
Dauerbetrieb die CE-Spannung nachmessen). Ein BC337 pro Kanal würde es
tun, da kommst du mit unter einem Milliampere Basisstrom aus und die
Dinger sind Pfennigkram. Das könnte dein Schieberegister schaffen.
Somit sparst du die die Gate-Source-Widerstände und verbaust weniger
empfindliche Halbleiterschalter. Ich persönlich ziehe in
Kleinleistungsanwendungen bipolare Trasistoren generell Mosfets vor,
sofern es keine KO-Kriterien gegen sie gibt (für langsame
Schaltanwendungen CE-Spannung und resulierende Verlustleistung). Die
Glühlampe stören fehlende 0,3 Volt herzlich wenig, bei 24 Volt schon gar
nicht.
Wenn du einen Mosfet nutzt, den du mit 5 Volt für die 125 mA
"aufbekommst", brauchst du in dieser Anwendung keinen Treiber, die
machen nur Sinn, wenn du die Schaltverluste optimeren willst.
Wenn du nur alle paar Sekunden/Minuten schaltest, kannst du das getrost
ignorieren, wäre schade ums Geld und den Platz auf der Platine.
