Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED-Streifen stroboskop mit mosfet


von Johannes (Gast)


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Hallo,
ich möchte ein LED-Streifen als Stroposkob verwenden (max 1000Hz, also 
1ms). Jetzt wollte ich den LED-Streifen (benötigt 12V) mit meinem 
uC(attiny2313) und einem Mosfet 
(https://www.amazon.de/IRLZ44N-Transistor-N-LogL-MOSFET-IRLZ44/dp/B01FUV0ZZ8/ref=sr_1_2?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=IRLZ44&qid=1554528784&s=ce-de&sr=1-2-catcorr) 
schalten. Dieser wurde bei anderen Fragen hier im Forum öfters 
vorgeschlagen.
Zum Mosfet habe ich eine Frage. Wo finde ich im Datenblatt 
(https://www.mikrocontroller.net/part/IRLZ44) wie viel der Mosfet 
schaltet, wie viel Spannung zum schalten benötigt wird und wie schnell 
maximum ist?

von Tastenklopper (Gast)


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Johannes schrieb:
> Zum Mosfet habe ich eine Frage. Wo finde ich im Datenblatt
> (https://www.mikrocontroller.net/part/IRLZ44) wie viel der Mosfet
> schaltet, wie viel Spannung zum schalten benötigt wird und wie schnell
> maximum ist?

"Electrical Characteristics", da die Zeile Rds(on) @ VGS=5V suchen.
(Wenn dein Tiny mit 5V läuft)

Wunsch-Strom musst du kennen, P=U*I, U=I*R, Verlustleistung im 
"On"-Zustand berechnen. Mit Kühlkörper und max. erlaubter Temperatur 
vergleichen, reicht?=>Gut. reicht nicht?=> Mehr kühlkörper oder besserer 
FET.

von Tastenklopper (Gast)


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Johannes schrieb:
> wird und wie schnell
> maximum ist?

das wiederum ist schwierig. Hängt davon ab, wieviel Strom dein AVR im 
Umschalt-Moment in das Mosfet-Gate schieben kann und darf.

Es sind deutlich mehr als die 20mA/40mA Dauerstrom, AVR ist CMOS und 
damit von Grund auf für das Verbinden von Ausgängen an Mosfet-Gates 
designed, ohne Angst-Widerstände dazwischen. Peak-Wert gibt Atmel leider 
in seinem Datenblatt nicht an.

Experimentell: 60kHz PWM sind kein Problem, davon bist du noch weit 
entfernt.

Wenn du das aus dem Datenblatt herleiten willst:

Max.Verlustleistung in einem GPIO: 20mA *(5V - U(io,high,min)
das Vergleichen mit f*Qg(total gate charge)*5V

Für die volle Berechnung bräuchtest du jetzt Strukturgröße und 
Wärmeleitfähigkeit+Kapazität vom Silizium, da jetzt nicht kontinuierlich 
sondern pulsweise belastet wird. Oder einfach viel (Fator 10 und mehr) 
Abstand lassen.

von Stefan F. (Gast)


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https://www.infineon.com/dgdl/irlz44npbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153567217c32725

Tabelle "Electrical Characteristics" Zeile "Gate Threshold Voltage" 
zeigt, dass der Transistor ab 1V bis 2V (je nach Glück) zu leiten 
beginnt.

Darunter das Diagramm 3 "Typical Transfer CHaracteristics" beginnt gilt 
für den mittleren Fall (Gate Voltage 1,5V). Verschiebe die beiden Kurven 
gedanklich um 0,5V nach rechts, dann hast du den schlechtesten Fall, mit 
dem zu rechnen musst.

Es zeigt Dir an, wie viel Strom der Transistor maximal fließen lässt, 
wenn du ihn mit x Volt ansteuerst.

Da das Gate wie ein Kondensator wirkt, wird es jedoch nicht schlagartig 
von 0 auf 5V (und zurück) wechseln, sondern allmählich. Es wird also 
Übergangsphasen geben, wo der Transistor nicht den vollen Laststrom 
fließen lässt. In diesen Momenten wird sich aufheizen.

Je niedriger die Schaltfrequenz ist, umso weniger Anteil haben diese 
Übergangsphasen an der Gesamt-Zeit und umso weniger heizt sich der 
Transistor auf.

von Wolfgang (Gast)


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Tastenklopper schrieb:
> Wunsch-Strom musst du kennen, P=U*I, U=I*R, Verlustleistung im
> "On"-Zustand berechnen.

Das wird nicht reichen.
So ein MOSFET hat gerade auf den Schaltflanken erhebliche Verluste. Es 
kommt also auch auf die Umschaltzeiten an.
FET: Schalt-Verluste

von Jens G. (jensig)


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Wolfgang (Gast) schrieb:

>Tastenklopper schrieb:
>> Wunsch-Strom musst du kennen, P=U*I, U=I*R, Verlustleistung im
>> "On"-Zustand berechnen.

>Das wird nicht reichen.
>So ein MOSFET hat gerade auf den Schaltflanken erhebliche Verluste. Es
>kommt also auch auf die Umschaltzeiten an.
>FET: Schalt-Verluste

Aber doch nicht bei 1kHz mit einem pillepalle-LED-Steifen ......

von Wolfgang (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Aber doch nicht bei 1kHz mit einem pillepalle-LED-Steifen ......

Das kommt drauf an, wieviel Strom "pillepalle-LED-Steifen" zieht.
Solange der TO damit nicht raus rückt, ist das hier Kaffeesatzleserei.

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