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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Pulldown-Dimensionierung MOSFET


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Autor: Bene K. (nccbk)
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Hallo zusammen,

ich möchte gerne ein 24V Magnetventil ansteuern und habe folgenden 
Schaltplan zusammengeschustert. MOSFET bzw. Diode sollten (meiner 
Meinung nach) für schnelle Schaltvorgänge passen.
Sind die 10k für den Pulldown passend gewählt?

Besten Dank!

: Verschoben durch Moderator
Autor: Thomas R. (r3tr0)
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Was sind für dich schnelle Schaltvorgänge?

Autor: HildeK (Gast)
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Bene K. schrieb:
> ich möchte gerne ein 24V Magnetventil ansteuern und habe folgenden
> Schaltplan zusammengeschustert. MOSFET bzw. Diode sollten (meiner
> Meinung nach) für schnelle Schaltvorgänge passen.
> Sind die 10k für den Pulldown passend gewählt?

Der Widerstand soll nur dafür sorgen, dass beim Reset oder wenn sonst 
der Ausgangspin auf High-Z ist (als Eingang geschaltet), dass der Mosfet 
nichts tut. Die 10k gehen, auch 50k gehen.
Die Diode soll den Mosfet beim Abschalten schützen, hat mit 'schnell' 
nichts zu tun, wird dadurch eher etwas langsamer. Wieviel Strom benötig 
das Magnetventil?
Mit welcher IO-Spannung wird dein Arduino betrieben?

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Bene K. schrieb:
> Sind die 10k für den Pulldown passend gewählt?

10k führen zu 0.5mA zusätzlichem Stromverbrauch wenn der MOSFET 
eingeschaltet ist. Das ist normalerweise vernachlässigbar.
100k tun es als pull down aber auch.
Er soll ja nur verhindern, daß der Pin und damit das Gate durch 
Leckströme über UGS(th) angehoben wird, so lange der Arduino-Pin nach 
dem RESET noch auf Eingang geschaltet ist.

Autor: Teo D. (teoderix)
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Bene K. schrieb:
> Sind die 10k für den Pulldown passend gewählt?

Nich wirklich.
Der Arduino hat doch keinen OK Ausgang! Stört also eher beim schnellen 
Schalten.
Soll ja nur beim Ein/Ausschalten der Versorgungsspannung den Fet 
schützen, da reichen locker 100k aus.

Autor: Bene K. (nccbk)
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HildeK schrieb:
> Der Widerstand soll nur dafür sorgen, dass beim Reset oder wenn sonst
> der Ausgangspin auf High-Z ist (als Eingang geschaltet), dass der Mosfet
> nichts tut. Die 10k gehen, auch 50k gehen.
> Die Diode soll den Mosfet beim Abschalten schützen, hat mit 'schnell'
> nichts zu tun, wird dadurch eher etwas langsamer. Wieviel Strom benötig
> das Magnetventil?
> Mit welcher IO-Spannung wird dein Arduino betrieben?

Klar, die Diode schützt den MOSFET und die übrige Schaltung. Ich habe 
aber mal gelesen, dass bei PWM nicht jede Diode passt?
Das Ding braucht 5 Watt. Also gerade mal 200 mA... Das ganze ist etwas 
überdimensioniert, war mir aber schon vorher klar. ;)
Danke!

Autor: HildeK (Gast)
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Von PWM war bisher nicht die Rede!

Wozu PWM bei einem Magnetventil?

Autor: Bene K. (nccbk)
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Um ggf. eine geringe Durchflussmenge realisieren zu können. Das soll an 
dieser Stelle aber auch ehr ein Versuch sein. Deshalb will ich mir diese 
Option offen halten.

Autor: Teo D. (teoderix)
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Bene K. schrieb:
> Ich habe
> aber mal gelesen, dass bei PWM nicht jede Diode passt?




Jo, die BA157 mit 150ns, kommt mir bei PWM (1-25kHz?) etwas zu langsam 
vor. Ich würde ne 0815er à la 1N4148 nehmen.

Autor: Sebastian S. (amateur)
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In einer solchen Konfiguration benutze ich gerne 100K. Abhängig von der 
Kapazität.
Der Grund hierfür ist eigentlich ganz einfach:
Irgendwie hat der Widerstand ja keine Funktion.
Sagt der µP: An, so gibt er die Steuerspannung aus.
Sagt der µP: Aus, so gibt er ebenfalls eine Steuerspannung aus.
Also ist das Ganze irgendwie irgendwie eindeutig. So die Treiberlast 
nicht überschritten wird.

Aber beim ein- bzw. ausschalten des Systems sieht das schon etwas anders 
aus.
Die meisten FETs mögen es eindeutig. Also entweder an oder aus. Der 
Zwischenbereich ist, von ein paar Ausnahmen mal abgesehen, ein echtes 
no-go.
Ist der Transistor gerade durchgeschaltet (µP=An), so können beim 
Abschalten der Betriebsspannung alle möglichen Zwischenzustände 
entstehen. Also möglichst schnell entladen.
Wird gerade eingeschaltet (Betriebsspannung), so können ebenfalls alle 
möglichen Zwischenzustände entstehen. Also ist der FET im entladenen 
Zustand halten bis der µP sich von dem Einschalten erholt hat und etwas 
anderes sagt.

Wird der Widerstand zu niedrig gewählt, so wirkt er als Last für den µP 
und das Einschalten kann unnötig verzögert werden (no-go ich grüße 
dich).
Wird der Widerstand zu hoch gewählt, so kann das Abschalten/Entladen zu 
lange dauern.
Man darf ja nie vergessen: Zustand des µP und Zustand der Spannung(en) 
verlaufen asynchron.

Autor: Sven S. (boldie)
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HildeK schrieb:
> Von PWM war bisher nicht die Rede!
>
> Wozu PWM bei einem Magnetventil?

Ich kenne dies zum Stromsparen, da die Dinger im Anzugsmoment mehr 
brauchen und danach mit deutlich weniger auskommen.

Autor: Jens G. (jensig)
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Bene K. (nccbk) schrieb:

>Klar, die Diode schützt den MOSFET und die übrige Schaltung. Ich habe
>aber mal gelesen, dass bei PWM nicht jede Diode passt?

Und wie schnell und mit welchem min/max Tastverhältnis willst Du die 
PWM'en? Davon hängt nämlich dann die Diode ab.
Für paar kHz (von mir aus paar 10kHz) sollte die BA157 aber trotzdem 
locker reichen. Wichtiger ist, daß Du die PWM nicht soweit im 
Tastverhältnis gegen 100% steuerst, daß der nächste Zyklus zeitlich in 
die Recoverytime reingerät.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Bene K. schrieb:
> Klar, die Diode schützt den MOSFET und die übrige Schaltung.

Wovor soll die Diode schützen?

Sobald die Freilaufdiode eingebaut ist, wird der Strom durch die Spule 
eben nicht mehr schlagartig unterbrochen und das Induktionsgesetz hat 
keine Ansatzmöglichkeiten mehr, sein in diesem Fall etwas boshafte 
Wirkung zu entfalten. Es gibt mit Freilaufdiode also gar nichts mehr, 
vor dem der MOSFET und die übrige Schaltung geschützt werden müssten.

Autor: Jens G. (jensig)
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Wolfgang (Gast) schrieb:

>Bene K. schrieb:
>> Klar, die Diode schützt den MOSFET und die übrige Schaltung.

>Wovor soll die Diode schützen?

>Sobald die Freilaufdiode eingebaut ist, wird der Strom durch die Spule
>eben nicht mehr schlagartig unterbrochen und das Induktionsgesetz hat
>keine Ansatzmöglichkeiten mehr, sein in diesem Fall etwas boshafte
>Wirkung zu entfalten. Es gibt mit Freilaufdiode also gar nichts mehr,
>vor dem der MOSFET und die übrige Schaltung geschützt werden müssten.

Ich verstehe die Logik dieser Argumentation nicht ganz. Eben deswegen 
ist ja die Diode drin, weil sie vor etwas schützen soll, und zwar 
vorrangig den Mosfet, indem sie dieses etwas unterdrückt.

Die übrige Schaltung wird damit aber erstmal nur seküunär geschützt.

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