Guten Tag zusammen.
Ich möchte einen Leistungsfet mit einem 3.3V uController ansteuern. Das
dies direkt nicht möglich ist, ist mir bewusst. Daher möchte ich einen
BJT mit Emitter an das Gate schalten und den Kollektor auf 12V. Nun
meine Problematik ist das die meisten BJT eine EBase Brakethrough
voltage unter 12V haben. Nun habe ich angst das durch die Parasitären
Kapazitäten und auch sonst die 12V zur Basis durchschlagen könnten. Gibt
es einen besseren Weg oder mache ich mir grundlos sorgen? Schema ist im
Anhang.
Vielen Dank für eure Antworten
Hallo,
das funktioniert so nicht.
Du kannst mittels 100 k vom Gate zu + den FET immer einschalten und
mittels NPN-Transistor von GND zum Gate aus schalten. Mit NPN und PNP
nacheinander geht es auch.
MfG
Teddy schrieb:> Du brauchst entweder eine höhere Spannung am Gate, oder nutzt ein PNP> Transistor.> Oder Schaltung bei 4.2 nehmen:> https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powsw1.htm
Darlington kommt leider nicht in Frage,da bei den Strömen die ich ziehen
möchte die 0.2V CE zu viel Leistung über dem BJT bedeuten würde.
So viel ich verstanden habe sollten doch ~0.2V über CE abfahlen und die
restlichen 11.8V sollten am Gate/R5 anliegen. Sofern dieser
durchgesteuert ist und der basisstrom gross genug für den Gateladestrom
ist.
karadur schrieb:> Du brauhst aber 12V an der Basis. Hast aber nur 3,3V!>> Emitterfolger geht nicht. Steht aber schon oben.
Jetzt sehe ich den überlegungsfehler. Ich habe in der nicht
durchgesteuerten situation das ganze betrachtet und da sind die 3.3V
gegenüber 0V genug zum durchsteuern aber sobald er leitet ist dies nicht
mehr der Fall -_-
Das Problem das ich bei der Pull-Down NPN Lösung sehe ist das der Pull
up bei maximal 1Kohm sein kann ohne das die Einschaltzeiten sich stark
erhöhen. Den die Gatekapazitäten liegen bei 2nF. Das würde halt bei
gesperrtem zustand 12mA Stromverbrauch im Standby geben.
Ich würde dir eher empfehlen, die Schaltung aus
https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Beispiele_zu_Low-Side_Treibern
- Bild 2b - zu nehmen.
Grund:
- der gewählte FET kann über 80A bei Kühlung, wir wissen nicht, welchen
Strom du tatsächlich schalten willst.
- wir wissen nicht, wie häufig du schalten willst.
Um sich zu gehen, dass auch das Gate schnell umgeladen wird zwecks
möglichst geringer Verlustleistung im FET ist ein aktiver Treiber sehr
hilfreich.
Den Vorschlag
Christian S. schrieb:> Du kannst mittels 100 k vom Gate zu + den FET immer einschalten und> mittels NPN-Transistor von GND zum Gate aus schalten.
würde ich deshalb nicht empfehlen. Wenn schon so, dann allerhöchstens
mit 1k und auch nur dann, wenn keine PWM verwendet werden soll, also
selten geschaltet wird! Siehe Bild 1 vom obigen Link.
Abgesehen davon ist das Schaltsignal dann invertiert, aber bei
µC-Ansteuerung ist das kein Problem.
Dominic K. schrieb:> Das Problem das ich bei der Pull-Down NPN Lösung sehe ist das der Pull> up bei maximal 1Kohm sein kann ohne das die Einschaltzeiten sich stark> erhöhen.
Ich sehe, du hast das Problem erkannt.
Aber auch bei deiner Lösung, die dann geht, wenn das Ansteuersignal ca.
10V hätte, hast du das selbe Problem beim Ausschalten.
Ob beim Ein- oder Ausschalten der Übergang zu langsam ist: das Problem
der Überlast in dieser Phase bleibt.
hinz schrieb:> Nimm einfach einen MOSFET für niedrige Logikpegel.>>> Wieviel Strom musst du denn schalten?
Circa 20 Ampere dauerlast mit spikes auf bis zu 60Ampere. Da ich nicht
viel Fläche auf dem PCB habe für Kühlfläche
Dominic K. schrieb:> Gibt es einen besseren Weg
Na, deiner funktioniert zumindest GAR NICHT.
Bei 3.3V rein kommen maximal 2.7V am Gate des MOSFETs an, da ist der
noch AUS.
Bei offenen Eingang kann es hingegen vorkommen, ndaß der Reststrom
(Mikroampere) durch den Transistor an den 100k schon zu einer Spüannung
führen, bei der der MOSFET eingeschaltet wird, denn in sein Gate fliesst
ja quasi kein Strom. Daher ist die Widerstandsverteilung 1k am Eingang,
100k am Ausgang völlig verkehrt.
Wer nur 12V schalten will, soll einen MOSFET nehmen, der bei 2.7V schon
garantiert einschaltet, wenn es LEISTUNG sein muss z.B. IRL6283, oder
auch IRF6201.
Wenn schon vorgeschalteter Transistor als Pegelwandler, dann wird man
wohl invertierend schalten:
> würde ich deshalb nicht empfehlen. Wenn schon so, dann allerhöchstens> mit 1k und auch nur dann, wenn keine PWM verwendet werden soll, also> selten geschaltet wird! Siehe Bild 1 vom obigen Link.> Abgesehen davon ist das Schaltsignal dann invertiert, aber bei> µC-Ansteuerung ist das kein Problem.
Ja es soll mit PWM angesteurt werden mit einer Frequenz von 25khz daher
kann es schon zeitkritisch sein
Dominic K. schrieb:> hinz schrieb:>> Nimm einfach einen MOSFET für niedrige Logikpegel.>>>>>> Wieviel Strom musst du denn schalten?>> Circa 20 Ampere dauerlast mit spikes auf bis zu 60Ampere. Da ich nicht> viel Fläche auf dem PCB habe für Kühlfläche
Dann wirds nichts mit direkter Ansteuerung des MOSFET.
Wie wärs mit einem Gatetreiber? Die gibts auch winzig klein, z.B. in
SOT-23/5.
Dominic K. schrieb:> Ja es soll mit PWM angesteurt werden mit einer Frequenz von 25khz daher> kann es schon zeitkritisch sein
Nur als Hinweis: diese Info hätte in den Eröffungspost gehört - und die
20A/60A auch!
Warum? Genau an der Stelle spielt nämlich die Verlustleistung der
Umschaltverluste die große Rolle. Ich hatte nur naheliegend geahnt, dass
du keinen 80A-MOSFET nimmst, wenn du nur 1A schalten willst ...
Mit deinen 100k PullDown und 25kHz PWM wärst du dabei zum MOSFET-Killer
geworden :-) (selbst wenn du mit 10V angesteuert hättest)!
> Circa 20 Ampere dauerlast mit spikes auf bis zu 60Ampere. Da ich nicht> viel Fläche auf dem PCB habe für Kühlfläche
Erst keinerlei Randbedingungen beschreiben und dann Stromstärken mit PWM
schalten wollen, mit denen sich Karosserieblech schweißen läßt. An
meinem Schutzgasschweißgerät steht an den untersten beiden Einstellungen
30A und 60A. OK, bin raus. Werde jetzt das Sonntagswetter genießen.
mfG
Christian S. (roehrenvorheizer) schrieb:
>Erst keinerlei Randbedingungen beschreiben und dann Stromstärken mit PWM>schalten wollen, mit denen sich Karosserieblech schweißen läßt. An>meinem Schutzgasschweißgerät steht an den untersten beiden Einstellungen>30A und 60A. OK, bin raus. Werde jetzt das Sonntagswetter genießen.
Warum bist Du jetzt raus, wo nun doch paar Randbedingungen bekannt sind?
25kHz und 80A sind wohl nun etwas zu komplex für die weitere Teilnahme
am Thread?
@TO:
Bei solchen Anforderungen (25kHz und 60A) sollte auf alle Fälle ein
kräftiger Gatedriver verwendet werden, der die Gatekapazität schnell
umladen kann, und auch die Gatespannung liefern kann.
Der IRLR8726 klingt zwar nicht schlecht, kann 61A bzw. 86A je nach
Case-Temperatur, wird aber auf 50A durch das Packagelimit ausgebremst
(kommt jetzt drauf an, was Du mit "spikes auf bis zu 60Ampere" so
meinst). Notfalls zwei parallel schalten, oder was kräftigeres nehmen.
Und wenn Du was mit noch niedrigerem Rds_on nimmst, kannste auch die
Kühlflächen klein halten (der IRLR8726 heizt bei 20A mit paar Watt, bei
60A dann schon paar 10W)
Die 60 Ampere wären im Kurzschlussfall und wird Ohmisch begrenzt durch
die Speisung. Nach ziemlich kurzer Zeit greift die Sicherung aber ja
eigentlich kann ich den Fall ignorieren, da dies nur der Fall wäre im
Kurzschluss...
Wie stark sollte eurer Meinung nach dieser Treiber sein? Ich bin
entweder unfähig oder habe keine Maximale Leistung oder Stromanzeige
gefunden im Datenblatt für das Gate.
EDIT: Ignoriert man den Kurzschlussschutz könnte ich einen BUK9M20-40HX
nehmen, welcher eine Schwellspannung angibt von 1.5V aber bei 3.3V
scheint der laut Kennlinie immernoch ziemlich hochohmig
Mouser und digikey sind für mich die Lieferanten die ich meist verwende.
Gelayoutet ist der Print noch nicht aber mehr als einen halben
Zentimeter habe ich nicht um das TO252AA gehäuse. Je nachdem montiere
ich noch einen Kühlkörper darauf, auch wenn die Bauform nicht darauf
ausgelegt ist.Je nach Temperaturen natürlich
Hallo,
da ich vermute, das Du noch nicht soviel mit Leistungselektronik gemacht
hast, deshalb noch ein paar Hinweise:
Das Layout ist in dem Bereich kritisch. Soll heißen, die Leitungen
zwischen Treiber und Mosfet sind Highspeed in Kombination mit Leistung.
- alle Wege kurz halten
- keine Schleifen
- Entstörkondensatoren direkt am Treiber, des bedeutet die
Pufferkondensatoren kommen direkt neben den TreiberIC (siehe DB oder AN
oder so, hab ich jetzt nicht danach gesucht) Hier dürfen keine
Kompromisse gemacht werden. Mehr als 5mm ist zu viel.
- das Gatesignal solltest Du später unter Last mit einem Oszui messen.
Das osziliert ganz gerne und erzeugt damit zusätzliche Verlustleistung.
