Hallo Zusammen, ich brauche mal wieder Eure Hilfe :) Ich möchte ein elektronisches Steuergerät für ein KFZ mit 12V Bordelektronik bauen. Ich habe mich bereits um einen Verpolungsschutz und eine Automotive-Gerechte Spannungsversorgung für meine Schaltung gekümmert, jetzt würde ich das ganze noch gerne mit Hilfe des Zündsignals (12V) am Fahrzeug einschalten. Dazu habe ich mir die angehängte Schaltung ausgedacht. Ziel ist es dabei, dass wenn am Signal "Ignition" die 9...14.4V anliegen, Q2 Schaltet und dieser dann Q1 Schaltet und mein Steuergerät, hier fiktiv als "LOAD" gekennzeichnet, versorgt. Das ganze findet bereits hinter dem Verpolungsschutz statt. D1 und D3 sollen hierbei die Vgs der MOSFETS auf maximal 15V (Transienten...) begrenzen. RG1 dient als Pullup für das Gate von Q1 und hält Vgs auf 0V und damit Sperrt Q1. RG3 dient als Pulldown für das Gate von Q2 und hält Vgs auf 0V und damit Sperrt Q2. RG2 dient als Strombegrenzungswiderstand sowohl für D2 als auch für das Gate von Q2. Wenn Ignition dann eingeschaltet wird (9..V) wird Vgs von Q2 9..15V und damit Leitet Q2 (Rds on 0,177 Ohm). Damit wird Vgs von Q1 ca. -12V und Q1 leitet. (Rds on 0,205 Ohm) und wir versorgen die Last mit Strom. Wenn jetzt allerdings Q2 leitet bildet Rds von Q2 mit RG1 einen Spannungsteiler und wir haben am Gate von Q1 nicht die erwünschten -12V, sondern eher 0.01 * -12V. Folglich müsste ich zwischen Source von Q2 und GND einen Wiederstand in der Größenordnung 100k einfügen damit dort die meiste Spannung abfällt, oder? Funktioniert das generell? Kann man das einfacher machen? Vielen Dank!
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Daniel S. schrieb: > Wenn jetzt allerdings Q2 leitet bildet Rds von Q2 mit RG1 einen > Spannungsteiler und wir haben am Gate von Q1 nicht die erwünschten -12V, > sondern eher 0.01 * -12V. Folglich müsste ich zwischen Source von Q2 und > GND einen Wiederstand in der Größenordnung 100k einfügen damit dort die > meiste Spannung abfällt, oder? Das Problem verstehe ich jetzt nicht ganz. Wenn Q2 leitet, bekommt der Q1 auf jeden Fall annähernd -12V UGS und ist damit vollständig leitend (ich habe mir allerdings nicht das DB von Q1 angesehen). Wenn Q2 aus ist, dann sorgt RG1 für einen ausgeschalteten Q1. Das Rds von Q2 ist gegenüber den 10k so gering, dass du das nicht näher anschauen musst. Also alles gut! > Funktioniert das generell? Ja. > Kann man das einfacher machen? Auch ja. Ich würde einfach einen intelligenten Highside-Switch verwenden. Such dir da einen aus: https://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-high-side-switches/automotive-smart-high-side-switch-profet/ Minimaler Aufwand, kurzschlussfest, für KFZ designed ... Z.B. den BTS640 für 12A, als Beispiel herausgegriffen. Manche benötigen allerdings LOW zum Einschalten, der 640 macht das mit HIGH.
Ich hoffe du willst keine großen Lasten abschalten. Wenn du den Q1 ausschaltest, dann kriecht deine Gatespannung im Schneckentempo hoch. Währenddessen fallen an Q1 fallweise exorbitante Verluste an. Das geht bis hin zum magischen Rauch. Oder auch nicht, was genau passiert hängt von deiner Last ab. Tipp: Schau dir mal High-side-Switches an, wie den: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSP752R-DS-v01_02-EN.pdf?fileId=db3a304316f112290116f233cbd271e9 Mit dem (oder einem anderen, der auf deinen Strom passt) hast du solche Probleme nicht.
Muß das high-side gesteuert werden? Low side geht einfacher und vermutlich auch preiswerter.
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HildeK schrieb: > Auch ja. > Ich würde einfach einen intelligenten Highside-Switch verwenden. > Such dir da einen aus: > https://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-high-side-switches/automotive-smart-high-side-switch-profet/ > Minimaler Aufwand, kurzschlussfest, für KFZ designed ... > Z.B. den BTS640 für 12A, als Beispiel herausgegriffen. Manche benötigen > allerdings LOW zum Einschalten, der 640 macht das mit HIGH. Ah okay, hätte ich mir ja denken können. Ich benutze bereits ProFETs in dem Gerät um Magnetspulen zu schalten... Ich habe mir den BTS640 angesehen, wenn ich das richtig interpretiere verträgt der als Vin -10..16V, also würde es da aus automotive Sicht sinn machen, eine Zener vorzuschalten? Weil im DB sagen die auf Seite 8 "The use of ESD zener diodes as voltage clamp at DC conditions is not recommended." Ich bin da jetzt etwas verwirrt :) Oder darf ich das Schaubild auf S. 9 so verstehen dass sowohl der Widerstand als auch die Zener bereits in dem Gerät integriert sind? Dann wäre es ja echt nur Ignition -> IN, +12V -> VBB, GND -> GND, OUT1 & OUT2 -> LOAD Mein Steuergerät zieht durch die Magnetspulen im Worst Case so circa 10A Vielen Dank an alle die bisher geholfen haben!
Daniel S. schrieb: > Ich habe mir den BTS640 angesehen, wenn ich das richtig interpretiere > verträgt der als Vin -10..16V, also würde es da aus automotive Sicht > sinn machen, eine Zener vorzuschalten? Weil im DB sagen die auf Seite 8 > "The use of ESD zener diodes as voltage clamp at DC > conditions is not recommended." Ich bin da jetzt etwas verwirrt :) Ja, etwas verwunderlich, zumal kein Grund dafür angegeben ist. Die 16V sind die Maximum Ratings und ohne weiteren Schutz könnten die im Fahrzeug an KL15 schon mal überschritten werden. Ich würde die Eingangsspannung mit einem eigenen Widerstand und einer eigenen Z-Diode begrenzen auf z.B. 5-10V. Ab 3.5V ist ja garantiert eingeschaltet. Zumindest einen Vorwiderstand mit 4k7-6k2 sollte man verwenden. > Oder darf ich das Schaubild auf S. 9 so verstehen dass sowohl der > Widerstand als auch die Zener bereits in dem Gerät integriert sind? Dann > wäre es ja echt nur Ignition -> IN, +12V -> VBB, GND -> GND, OUT1 & OUT2 > -> LOAD Ja, ein R und eine Z-Diode sind schon integriert. Deshalb darf die Eingangsspannung an dem Pin die 16V trotzdem nicht überschreiten und, wie oben gesagt, kann das vorkommen. Z.B. müssen Fahrzeugsteuergeräte üblicherweise auch mit ca. 27-32V (den genauen, aktuellen Wert kenne ich nicht mehr, kann auch variieren je nach OEM) zumindest für kurze Zeit (1 Minute) aushalten. Man geht da von Starthilfe aus einem 24V-System aus. Und, auf dem Bordnetz sind auch Peaks mit weit höherer Spannung.
Frage: Warum nimmst nicht einfach ein KFZ Relais? Das ist stabil bis 40A und tut seinen Job in jedem Auto. Will Deine SChaltung nicht schlecht reden, aber ein Relais hat in diesem Anwendungsfall hunderte Vorteile.
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Philipp G. schrieb: > Frage: Warum nimmst nicht einfach ein KFZ Relais? Warts ab. Dafür bekommst Du eine Minusbewertung. (Siehe erster Beitrag) Obwohl es seit über fünfzig Jahren Halbleiterschalter gibt, werden von den Autoherstellern nach wie vor Relais verbaut. Vermut- lich weil sie für viele Anwendungen einfach robuster und zuverlässiger sind.
Harald W. schrieb: > Philipp G. schrieb: > >> Frage: Warum nimmst nicht einfach ein KFZ Relais? > > Warts ab. Dafür bekommst Du eine Minusbewertung. Wohl mit Recht. Wenn der TO ein Relais hätte nehmen wollen, dann wäre das sicher geschehen und sein Frage wäre hier nicht gestellt worden. Wenn es möglich wäre, würde ich Dir z.B. als Versandhändler statt des bestellten Pullovers eine 8er Schraube schicken. Beides kann man ja schließlich anziehen. Deine Logik.
Mossfett schrieb: > Wohl mit Recht. Wenn der TO ein Relais hätte nehmen wollen, dann wäre > das sicher geschehen und sein Frage wäre hier nicht gestellt worden. Nun, viele "Frager" hier fragen oft nach Ersatz für Relais, einfach weil es Mode ist und es Ihnen nicht klar ist, was für Probleme Halbleiterschalter machen können. Das zeigt gerade dieser Thread recht deutlich. Mich würde mal inte- ressieren, welche Vorteile sich der TE durch Verwendung einer recht aufwändigen Halbleiterschaltung gegenüber einer einfachen und zuverlässigen Relaisschaltung ver- spricht.
Harald W. schrieb: > Mich würde mal inte- > ressieren, welche Vorteile sich der TE durch Verwendung > einer recht aufwändigen Halbleiterschaltung gegenüber > einer einfachen und zuverlässigen Relaisschaltung ver- > spricht. Siehst Du: Mich interessiert das nicht. Ich denke, daß ich keine Recht habe, von Anderen eine Rechtfertigung für ihre Überlegungen zu verlangen. Weiterhin halte ich meine Mitmenschen auch nicht alle für 50cm groß, welche einer Unterweisung für Klappern, Rasseln und Nuckel bedürfen. Das sind erwachsene Männer, die sich etwas bei ihrem Tun denken. Ein Grund für das Nicht-Verwenden von Relais könnte zum Beispiel starke Vibration sein. Da mußte ich auch auf Relais verzichten, als ich einen Betonrüttler betriebssicher gemacht habe.
Mossfett schrieb: > Siehst Du: Mich interessiert das nicht. Auf gut Deutsch Dich interessiert es nicht, das der TE eine für sein Problem optimal passende Lösung bekommt. Zumal Du ja auch in diesem Thread keinerlei fachliche Hinweise gegeben hast. :-(
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Harald W. schrieb: > Mossfett schrieb: > >> Siehst Du: Mich interessiert das nicht. > > Auf gut Deutsch Dich interessiert es nicht, das der TE eine für > sein Problem optimal passende Lösung bekommt. Wenn man kein Recht bekommen kann, unterstellt man dem Gegenüber einfach böse Absichten. Der TO hat eine für sein Problem passende Lösung gefunden. Es ging ihm nur darum, ob diese elektrisch in Ordnung ist und so funktionieren würde. Das tut sie. > Zumal Du ja auch > in diesem Thread keinerlei fachliche Hinweise gegeben hast. :-( Welche weiteren Hinweise sollte ich geben? Das ist schlicht und einfach nicht nötig. Wir sind hier nicht an der Fleischtheke: "200g N-Kanal-Mosfets bitte!" "Wir haben heute auch schöne Relais im Angebot?!" Danke nein, meine Frau ernährt sich nur von TRIAC-Salat.
Leute, bleibt euch einig! Ich bin für alle hilfreich gemeinten Kommentare dankbar! Da ist es doch egal welche Philosophie man da vertritt. Es gibt ein paar Gründe, warum ich nicht direkt zu einem Relais gegriffen habe: 1. ist der Bauraum für ein Relais relativ groß. 2. fände ich ein "clicken" meines Stgs beim einschalten nicht so dolle, wobei ich mich damit noch arrangieren könnte. 3. sehe ich gerade nicht, wo ein Relais einen Vorteil gegenüber dem BTS640 mit Z-Diode und Vorwiderstand hat, OK 3 Komponenten vs. eine, dafür trotzdem weniger Bauraum Könnt Ihr mir Eure Gedanken zu den Vorteilen eines Relais mitteilen und vielleicht eine Empfehlung zum entsprechenden Bauteil aussprechen? Ich würde da gerne eine fundierte Entscheidung treffen. PS: Ich möchte kein externes Relais!!! HildeK schrieb: > Ja, etwas verwunderlich, zumal kein Grund dafür angegeben ist. Die 16V > sind die Maximum Ratings und ohne weiteren Schutz könnten die im > Fahrzeug an KL15 schon mal überschritten werden. > Ich würde die Eingangsspannung mit einem eigenen Widerstand und einer > eigenen Z-Diode begrenzen auf z.B. 5-10V. Ab 3.5V ist ja garantiert > eingeschaltet. Zumindest einen Vorwiderstand mit 4k7-6k2 sollte man > verwenden. Also lag ich mit meinem Gefühl da etwas vorzuschalten gar nicht so schlecht :)
Daniel S. schrieb: > Könnt Ihr mir Eure Gedanken zu den Vorteilen eines Relais mitteilen und > vielleicht eine Empfehlung zum entsprechenden Bauteil aussprechen? Ich > würde da gerne eine fundierte Entscheidung treffen. Grad im KFZ ist es ein Vorteil, wenn Du bei der Fehlersuche mit Durchgangsprüfer Durchgang oder kein Durchgang hast. Eine (für den Nachfolger?) unbekannte Halbleiterschaltung duchzumessen macht die Fehlersuche schwer. Nicht umsonst werden heute selbst in modernen KFZ gesamte Baugruppen im Fehlerfall einfach ausgetauscht. Ein Relais besteht aus einer Spule und einem Kontakt. Punkt. Fertig. Mehr kaputt gehen kann darin nicht. In Deiner Schaltung sieht das bezüglich Komplexität ganz anders aus. Das muss IMHO nur dort sein, wo es sein muss. Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit, Fehlersuche, Schaltstrom, klare Trennung der Stromkreise (Potential, kein Potential), unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Temperatureinflüsse, Robust, nicht EMV anfällig, kann nicht 'halb funktionieren', erprobt.
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Daniel S. schrieb: > Also lag ich mit meinem Gefühl da etwas vorzuschalten gar nicht so > schlecht :) Nein, sicher nicht. Auch ein RC-Glied wird helfen, Störspannungen vom Schalteingang fern zu halten.
Daniel S. schrieb: > 1. ist der Bauraum für ein Relais relativ groß. > 2. fände ich ein "clicken" meines Stgs beim einschalten nicht so dolle, 1. die gibts in der Größe eine Zuckerwürfels mit 30A 2. dann macht es genau 1 MAL klick. Das soll nerven ?? Warscheinlich ist das Zünschloss beim Drehen lauter?
Stephan schrieb: > 2. dann macht es genau 1 MAL klick. Das soll nerven ?? Warscheinlich ist > das Zünschloss beim Drehen lauter? Und wenn es nicht mehr klickt, hat man schon mal gleich einen Ansatz zur Fehlersuche. Nur Vorteile. Und selbst wenn, mit schalldämmenden Massnahmen kann man das problemlos still halten, oder montieren wo man es nicht mehr hört.
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