Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Treiber Versorgung


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von user38239 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich hätte eine Frage zur Spannungsversorgung von einem MOSFET Treiber. 
Und zwar, welche Art von Wandler man nehmen sollte, DC/DC Wandler oder 
doch Linearregler?
Der Treiber soll mit 12V versorgt werden, die Eingangsspannung liegt 
irgendwo zwischen 16V und 40V, kann ganz verschieden sein.
Schalten möchte ich verschiedene LED Beleuchtungen, mit Spannungen 
zwischen 12V und 48V und Pulsen im einstelligen µs Bereich. Die 
Spannungsversorgung für die LEDs ist unabhängig von der Versorgung des 
Treibers.
Die Leistung, die der Treiber liefern muss, liegt bei etwa 0,6 W (mit 
der Formel Ptreiber von hier: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber).

Welche Art von Spannungswandler würdet ihr hier nehmen, um die 12V zu 
realisieren?

Vielen Dank!

von Tany (Gast)


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user38239 schrieb:
> Welche Art von Spannungswandler würdet ihr hier nehmen, um die 12V zu
> realisieren?

Es kommt darauf an, wie viel Treiber versorgt werden muss und wie oft 
geschaltet wird....

von user38239 (Gast)


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Ah, entschuldige, ganz vergessen.
Vier Treiber sollen versorgt werden, geschaltet wird wie gesagt für 
einige µs, jedoch nie mehr als ein Treiber gleichzeitig, also nur 
abwechselnd, max. 1 gleichzeitig, eigentlich wie eine Sequenz. Wenn der 
4. wieder aus ist, beginnt es wieder beim 1.

von Tany (Gast)


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Es reicht ein Linearregler.

von Kurze Welle? (Gast)


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Dumm gefragt: Bist du dir sicher, dass du Leuchtmittel mit PWM im 
MHz-Bereich ansteuern willst? Soll das ein Radiosender werden?

Welche Leistung haben deine Leuchtmittel? Schaltest du Low-Side oder 
High-Side?
Was für FETs hast du dir ausgesucht? Woher kommt dein PWM-Signal? 
Brauchst du überhaupt einen Treiber?

Mit vernünftigen Logic-Level Mosfets könnte ein AVR die Ansteuerung ganz 
ohne Treiber erledigen, wenn man die PWM-Frequenz im flicker-freien und 
nicht mehr hörbaren Bereich von z.B. 32kHz lässt.

von LEDerstrumpf (Gast)


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Kurze Welle? schrieb:
> PWM im MHz-Bereich

Das waere es bei Periodendauer (= Einschaltdauer + Aus-Zeit)
kleiner als 1µs. Trotzdem hoeren sich

user38239 schrieb:
> Pulsen im einstelligen µs Bereich

merkwuerdig (und sehr kurz) an. Bitte genau ausfuehren, welche
Frequenz, und welches Puls/Pausen Verhaeltnis (min/max), und...
vor allem auch, wieso/wozu das Ganze dienen soll (praezise).

Kurze Welle? schrieb:
> Mit vernünftigen Logic-Level Mosfets könnte ein AVR die
> Ansteuerung ganz ohne Treiber erledigen, wenn man die PWM-
> Frequenz im flicker-freien und nicht mehr hörbaren Bereich
> von z.B. 32kHz lässt. (Qg(tot)∗fpwm<Imax(Pin))

Moeglicherweise. Aber fuer Beleuchtungszwecke klingen diese
Anforderungen eh etwas außergewoehnlich - ich bin gespannt.

von W.S. (Gast)


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user38239 schrieb:
> Die Leistung, die der Treiber liefern muss, liegt bei etwa 0,6 W (mit
> der Formel Ptreiber von hier:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber).
>
> Welche Art von Spannungswandler würdet ihr hier nehmen, um die 12V zu
> realisieren?

Ich würde auf den Mumpitz in dem gezeigten Artikel komplett verzichten 
und einen tatsächlichen Gate-Treiber verwenden, z.B. einen TC4420 oder 
4429. Gibts billig bei Ali. Die Dinger schlucken außerhalb der 
Schaltzeitpunkte fast keinen Strom und können dennoch das Gate mit 
mehreren Ampere rauf und auch wieder runter ziehen. Laufen tun diese 
Dinger so etwa ab 5 Volt und bis zu ca. 16 Volt. Also dürfte ein 
schlichter 78L12 schon die rechte Wahl sein, wenn die tatsächliche 
Versorgung nicht zu hoch ist, ansonsten ein LM317 oder so ähnlich  - 
vorausgesetzt, du pufferst die Betriebsspannung des TC44xx mit einem 
ordentlichen Kondensator, z.B. keramisch 22µF/25V in 1210.

W.S.

von Falk B. (falk)


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user38239 schrieb:
> Und zwar, welche Art von Wandler man nehmen sollte, DC/DC Wandler oder
> doch Linearregler?

Bei den kleinen bis mittleren Leistungen reicht ein Linearregler.

> Der Treiber soll mit 12V versorgt werden, die Eingangsspannung liegt
> irgendwo zwischen 16V und 40V, kann ganz verschieden sein.
> Schalten möchte ich verschiedene LED Beleuchtungen, mit Spannungen
> zwischen 12V und 48V und Pulsen im einstelligen µs Bereich.

Blitzlicht?

> Die
> Spannungsversorgung für die LEDs ist unabhängig von der Versorgung des
> Treibers.
> Die Leistung, die der Treiber liefern muss, liegt bei etwa 0,6 W (mit
> der Formel Ptreiber von hier:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber).

Wirklich? Das ist relativ viel. Zeig mal deine Rechnung.

von user38239 (Gast)


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Kurze Welle? schrieb:
> Bist du dir sicher, dass du Leuchtmittel mit PWM im
> MHz-Bereich ansteuern willst?

Von PWM war nie die Rede, das soll auch nicht gemacht werden.

Kurze Welle? schrieb:
> Welche Leistung haben deine Leuchtmittel? Schaltest du Low-Side oder
> High-Side?

Leistungen gehen bis 50 Watt. Low-Side.

Kurze Welle? schrieb:
> Was für FETs hast du dir ausgesucht? Woher kommt dein PWM-Signal?

Aktuell stehen in der engeren Auswahl TPH3300CNH von Toshiba und FDD3672 
von ON Semiconductor. Wie gesagt, kein PWM, nur Pulse. Vermutlich wird 
es ein STM32 F4 Mikrocontroller.

LEDerstrumpf schrieb:
> welches Puls/Pausen Verhaeltnis (min/max)

Der extremste Fall sieht so aus, dass die Beleuchtung für 1 µs 
eingeschaltet wird, und dann 3 µs aus ist. Wobei die Auszeit immer 3x 
der Einzeit entspricht. Also bei einer Einzeit von 10 µs ist die 
Beleuchtung dann auch wieder 30 µs aus.

W.S. schrieb:
> z.B. einen TC4420

Der steht schon auf meiner Liste möglicher Kandiaten.

Falk B. schrieb:
> Wirklich? Das ist relativ viel. Zeig mal deine Rechnung

von Falk B. (falk)


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user38239 schrieb:

> Von PWM war nie die Rede, das soll auch nicht gemacht werden.

OK.

> Aktuell stehen in der engeren Auswahl TPH3300CNH von Toshiba und FDD3672
> von ON Semiconductor. Wie gesagt, kein PWM, nur Pulse. Vermutlich wird
> es ein STM32 F4 Mikrocontroller.

> Der extremste Fall sieht so aus, dass die Beleuchtung für 1 µs
> eingeschaltet wird, und dann 3 µs aus ist.

Das sind 4us Periodendauer. Das IST eine PWM!

> Wobei die Auszeit immer 3x
> der Einzeit entspricht. Also bei einer Einzeit von 10 µs ist die
> Beleuchtung dann auch wieder 30 µs aus.

>> Wirklich? Das ist relativ viel. Zeig mal deine Rechnung
> Ptreiber=5∗Ciss∗U2g∗fschalt=5∗810pF∗(12V)2∗1Mhz=0,583W

Nö ;-)

Das gilt nur, wenn du DAUERHAFT mit 1 MHz schaltest. Das tust du aber 
anscheinend nicht. Wenn man eine Puls mit 1us Pulsbreite generiert ist 
das noch lange nicht 1MHz, denn dazu müßte man das 1 Million mal pro 
Sekunde tun.

Also, wieviele Pulse sind maximal pro Sekunde zu erwarten? Denn DAS ist 
die Zahl für die Rechnung. Die Formel mit der Gateladung ist besser.

P_driver = f_switch  Q_Gate  U_Driver

von user38239 (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Das gilt nur, wenn du DAUERHAFT mit 1 MHz schaltest. Das tust du aber
> anscheinend nicht. Wenn man eine Puls mit 1us Pulsbreite generiert ist
> das noch lange nicht 1MHz, denn dazu müßte man das 1 Million mal pro
> Sekunde tun.

Ah, ja, gibt Sinn. Ich habe alle 4 µs einen Puls von 1 µs, also 250 000 
pro Sekunde.

Damit komme ich dann auf folgende Werte:

Die Kapazitätswerte sind jetzt für den TPH3300CNH.

von Falk B. (falk)


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user38239 schrieb:

33mW sind schon mal ne GANZ andere Liga ;-)

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