Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nicht-Kurzschließender Umschalter 24V


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von Christoph (Gast)


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Nicht-Kurzschließender Umschalter 24V

Hallo,
ich suche nach einer möglichst günstigen Variante ein Signal zwischen 
GND und 24V (high-side) umzuschalten ohne dabei einen Kurzschluss zu 
erzeugen. Bisher gefunden habe ich
ein Solid-State Relais: LCC110 https://www.digikey.com/short/3v95hz
und einen Analogschalter: DG449 https://www.digikey.com/short/3v9593

Wie würde man solch einen Umschalter denn diskret mit zwei Transistoren 
aufbauen, wenn Break-Before-Make sichergestellt sein soll?

Danke!

: Verschoben durch Moderator
von chris (Gast)


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Schaltplan wäre gut

Solid State geht schon in die richtige Richtung oder aber mit 2 
P-Kanal-Mosfets.

Aber so wie es aussieht willst du einmal 24V als Signal und GND als 
Signal haben oder ?

von Christoph (Gast)


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Hallo

ich versuche es mal darzustellen:
1
24V o----
2
3
            o----o Out
4
           / 
5
          /|
6
GND o----/ |
7
           |
8
           |
9
Sel o------+
wobei die Selection Spannung auch zwischen 0 und 24V wechselt.

Ich hatte eigentlich an CMOS also folgendermaßen gedacht:
1
         24V o
2
             |
3
             |
4
       +---P-Fet
5
       |     |
6
In o---+     +----o Out
7
       |     |
8
       +---N-Fet
9
             |
10
             |
11
         GND o
Wie stelle ich dabei jedoch sicher, dass es beim Umschalten zu keinem 
Kurzschluss kommt?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Christoph schrieb:
> ich versuche es mal darzustellen:24V o----
>
>             o----o Out
>            /
>           /|
> GND o----/ |
>            |
>            |
> Sel o------+
> wobei die Selection Spannung auch zwischen 0 und 24V wechselt.
Soweit so gut. Aber welche Anforderungen werden konkret an das 
durchgeschaltete Signal gestellt?
Also wieviel Strom soll fließen bzw. welchen Reihenwiderstand darf das 
Signal haben.
Wenn es tatsächlich nur um ein Signal geht, kann man auch einfach 
Reihenwiderstände einfügen, so dass es keinen Kurzschluss geben kann.

> Ich hatte eigentlich an CMOS also folgendermaßen gedacht:
>          24V o
>              |
>        +---P-Fet
>        |     |
> In o---+     +----o Out
>        |     |
>        +---N-Fet
>              |
>          GND o
> Wie stelle ich dabei jedoch sicher, dass es beim Umschalten zu keinem
> Kurzschluss kommt?
Indem man Richtungabhängig immer zuerst den momentan stromführenden Pfad 
sperrt und erst danach den neuen Pfad öffnet.
Das kann man bei geeigenter Ansteuerung auch mit Gegentaktendstufen 
realisieren. Die sogenannte Übernahmeverzerrung bei Gegentaktendstufen 
ist eigentlich nix anders als das gewünschte Verhalten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Verst%C3%A4rker_(Elektrotechnik)#Verzerrungen
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Crossover_distortion.png

Am sichersten geht das mit bestimmten Relais, die solche 
Sicherheitsfunktion (zwangsgeführte Kontakte) haben.
Auch diverse IC, mit Halbbrücken oder Brücken, Motortreiber usw. 
erfüllen in der Regel das Timing.
Auch Ansteuer-IC für Brückentreiber dürften den Zweck erfüllen.
z,.B. IR2104 oder ähnliche
https://www.infineon.com/cms/en/product/power/gate-driver-ics/level-shift-gate-drivers/half-bridge-drivers/channel.html?channel=5546d46259b0420a0159b21869676ee7
Gruß Öletronika

von Christoph (Gast)


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U. M. schrieb:
> Aber welche Anforderungen werden konkret an das
> durchgeschaltete Signal gestellt?
> Also wieviel Strom soll fließen bzw. welchen Reihenwiderstand darf das
> Signal haben.

Durch den "Umschalter":
Strom: um die 10 mA
Widerstand: maximal 100 Ohm

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph schrieb:

> ich suche nach einer möglichst günstigen Variante ein Signal zwischen
> GND und 24V (high-side) umzuschalten ohne dabei einen Kurzschluss zu
> erzeugen.

Wie wärs mit einem normalem Relais?

von Axel R. (Gast)


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musst Du schnell schalten?

WAS HAST Du VOR?

Du könntest mit einer "weichen Flanke" arbeiten und eben an dieser deine 
Transistoren schalten lassen. Erst der eine aus, dann - etwas später - 
der andere ein. Bei 24V siehts mit CMOS wieder schlecht aus. Muss man 
sich was diskretes ausdenken, oder die "Schaltmimik" separat versorgen.
Oben genannter MOSFET-Treiber hat auch eine Totzeit (geht aber auch 
nicht bis 24V auf der Steuerseite). Ob die paar mikrosekunden reichen, 
wissen wir nicht. Ich würde einen IR2184 hernehmen. Da ich aber die 
genaue Spezifikation nicht kenne, halte ich mich noch weitgehend zurück.
Ggfls. müsste der Bootstrap-C für den oberen N-CH.Zweig dauerhaft extern 
nachgeladen werden... (Alle wissen, was ich meine)
StromTuner

von Andrew T. (marsufant)


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Christoph schrieb:
> U. M. schrieb:
>> Aber welche Anforderungen werden konkret an das
>> durchgeschaltete Signal gestellt?
>> Also wieviel Strom soll fließen bzw. welchen Reihenwiderstand darf das
>> Signal haben.
>
> Durch den "Umschalter":
> Strom: um die 10 mA
> Widerstand: maximal 100 Ohm

Lösung:
Je einen 100 Ohm  Widerstand in die 24V und in die GND Leitung schalten.
sollte der Relaiskontakt/Transistorumschalter bei Umschalten kurzfristig 
Ruhe und Arbeitskontakt (Transistor: +24V und GND) überbrücken: Sorgt 
dafür das im Umschaltfall maximal 120 mA fließen.

Und nach dem Umschalten ist maximal 100 Ohm Quellenwiderstand , wie von 
Dir gefordert.

: Bearbeitet durch User
von Christoph (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Lösung:
> Je einen 100 Ohm  Widerstand in die 24V und in die GND Leitung schalten.
> sollte der Relaiskontakt/Transistorumschalter bei Umschalten kurzfristig
> Ruhe und Arbeitskontakt (Transistor: +24V und GND) überbrücken: Sorgt
> dafür das im Umschaltfall maximal 120 mA fließen.

Das werde ich wohl nehmen in der Hoffnung, dass 0.1W Widerstände für die 
kurze Zeit des Umschaltens (manuell per Schiebeschalter) auch 1.44W 
abkönnen!?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wären ca 0,8V Verlust tolerierbar? Dann geht das so:
1
         +------+---o +24V
2
         |      |
3
        |~|     |
4
   2,2k |_|     |
5
         |    |/
6
         +----|     NPN
7
         |    |\>
8
         |      |
9
         |      |
10
         |      +-----o Out
11
         |      |
12
         |      |
13
         |    |/<
14
         +----|     PNP
15
         |    |\
16
       |/       |
17
In o---|  NPN   |
18
       |\>      |
19
         |      |
20
         +------+----o GND

: Bearbeitet durch User

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