Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IRFR5505 Beschaltung


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von Klaus Wolf (Gast)


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Hallo,

wer ist so nett und kann mir anhand einer Skizze weiterhelfen, wie ich 
den MOSFET IRFR5505 per mC ansteuern kann so das ich am Ausgang ca. 20V 
transportieren kann?
Ich denke das die Schaltung sehr simpl und einfach ist aber ich bin 
newbie und möchte auch was lernen.

Danke schonmal im Voraus
Klaus

von Wolfgang (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Ich denke das die Schaltung sehr simpl und einfach ist aber ich bin
> newbie und möchte auch was lernen.
Richtig, der IRFR5505 ist ein P-Kanal MOSFET, den du dann vermutlich 
High-Side einsetzen möchtest. Die Beschaltung ist in der Tat ganz 
einfach, so wie bei den anderen High-Side Schaltereien, die hier 
wöchentlich auftauchen. Daran kannst du dich orientieren.

p.s.
Was ist ein Milli-Computer?
(https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten#SI-Pr%C3%A4fixe)
> per mC

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die Z-Diode wählt man so, das die zulässige Ugs des MOSFet nicht 
überschritten wird.

von Jens G. (jensig)


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Ja, und wie immer nicht vergessen, daß die Masse beider Teile 
(Steuerung, und die 28V) miteinander verbunden werden müssen. Ein 
freifliegender 28V-Kreis ist damit nicht möglich (wonach die 
Eingangsfrage irgendwie klingt).

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich habe die Zeichnung noch mit den Anschlüssen des MOSFet verbessert, 
nur für den Fall, das es Unklarheiten geben sollte. Leider jetzt knapp 
1kB :-P

: Bearbeitet durch User
von Klaus Wolf (Gast)


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Hi
danke für die skizze, Frage, wofür genau wäre die zdiode da?

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Hi
> danke für die skizze, Frage, wofür genau wäre die zdiode da?

Du bist mit deinen 20V an der Grenze der Gate-Source Spannung der 
meisten MOSFETS, insbesondere der des IRFR5505. Sie dient also als 
Schutz des Gates gegen Überspannung.

Man kann das aber auch anders lösen, z.B. indem man den 
Bipolartransistor als Stromquelle beschaltet und zwische Gate und Source 
einen Widerstand passender Größe wählt, so dass an dem ausreichend, aber 
nicht zu viel Spannung abfällt.

von Klaus Wolf (Gast)


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Hallo,

danke für eure Hilfe, ich habe mal eine kleine Skizze vorbereitet, wie 
ich das mir eigentlich dann so vorstelle, nach dem ihr mir geholfen 
habt.

Q1 ist als Symbol mit IRF6648, da ich kein Bibliothek für den IRFR5505 
gefunden habe.

Da es mehrere Ausgänge geben wird, möchte ich diese dann über den ULN 
Treiber betreiben.

Frage hierzu, wäre die Schaltung so in Ordnung?
Wenn ja, welche Werte sollte ich dann definitiv bei R1 und der D1 
nehmen?

Gruß
Klaus

hinz schrieb:
> Man kann das aber auch anders lösen, z.B. indem man den
> Bipolartransistor als Stromquelle beschaltet und zwische Gate und Source
> einen Widerstand passender Größe wählt, so dass an dem ausreichend, aber
> nicht zu viel Spannung abfällt.

Wäre das besser als was der Hinz vorgeschlagen hat?

von manamana (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Frage hierzu, wäre die Schaltung so in Ordnung?

Auf keinen Fall.
Schau Dir nochmal den Schaltplan von Matzetronics an und überleg Dir, 
was passiert, wenn der MC Pin auf high gelegt wird. Du siehst den 
Spannungsteiler?

Wenn Du N-Mosfets einsetzen würdest, dann könntest Du die so antreiben, 
sofern Dein µC das nicht selber kann.

von manamana (Gast)


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Und was hat es denn mit den "+30V DC/AC" auf sich?
Willst Du da eine Wechselspannung schalten?
Dann geht das so nicht...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Falls das eine 23V Z-Diode sein soll - das ist zuviel Spannung. Mach da 
eine 12V Z-Diode draus und beachte den Vorwiderstand zwischen ULN und 
Gate, wie von manamana schon bemerkt. Der kann bei 30V Sourcespannung 
auch etwas grösser sein, z.B. 4,7k.

Klaus Wolf schrieb:
> Q1 ist als Symbol mit IRF6648, da ich kein Bibliothek für den IRFR5505
> gefunden habe.

Rechtsklick auf das Symbol erlaubt die Änderung auf richtige 
Beschriftung.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Weshalb ein ULN2803?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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>> Man kann das aber auch anders lösen, z.B. indem man den
>> Bipolartransistor als Stromquelle beschaltet und zwische Gate und Source
>> einen Widerstand passender Größe wählt, so dass an dem ausreichend, aber
>> nicht zu viel Spannung abfällt.

Das geht mit dem ULN2803 nicht, da alle Emitter miteinander verbunden 
sind.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Matthias S. schrieb:
>>> Man kann das aber auch anders lösen, z.B. indem man den
>>> Bipolartransistor als Stromquelle beschaltet und zwische Gate und Source
>>> einen Widerstand passender Größe wählt, so dass an dem ausreichend, aber
>>> nicht zu viel Spannung abfällt.
>
> Das geht mit dem ULN2803 nicht, da alle Emitter miteinander verbunden
> sind.

Von dem war ja zunächst keine Rede.

von Jens G. (jensig)


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manamana (Gast) schrieb:

>Und was hat es denn mit den "+30V DC/AC" auf sich?
>Willst Du da eine Wechselspannung schalten?
>Dann geht das so nicht...

Als hätte ich es schon geahnt:
Beitrag "Re: IRFR5505 Beschaltung"

von Jens G. (jensig)


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hinz (Gast) schrieb:

>Weshalb ein ULN2803?

Weshalb nicht?

von Klaus Wolf (Gast)


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Sorry aber ich verstehe jetzt nur Bahnhof.
Ich habe hier noch so einen ähnlichen Beitrag gefunden, und hier wird es 
anders gesagt als was ihr mir schreibt.

Beitrag "p-Kanal MOSFET über ULN2803 ansteuern?"

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Sorry aber ich verstehe jetzt nur Bahnhof.
> Ich habe hier noch so einen ähnlichen Beitrag gefunden, und hier wird es
> anders gesagt als was ihr mir schreibt.
>
> Beitrag "p-Kanal MOSFET über ULN2803 ansteuern?"

Dort gehts um 12VDC.

von Klaus Wolf (Gast)


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hinz schrieb:
> Dort gehts um 12VDC.

Liegt es daran, das ich DC sowohl auch AC transportieren möchte?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Klaus Wolf schrieb:
> Liegt es daran, das ich DC sowohl auch AC transportieren möchte?

1. Bei 24V DC ist die Beschaltung mit Z-Diode relevant, bei 12V DC 
nicht.

2. Es ist nicht möglich, AC mit MOSFets zu schalten, wenn man nicht 
besondere Tricks benutzt. Dazu muss man entweder 2 MOSFets antiseriell 
schalten und speziell ansteuern. Oder man verwendet Triacs, PhotoMOS 
o.ä.

: Bearbeitet durch User
von Klaus Wolf (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> 1. Bei 24V DC ist die Beschaltung mit Z-Diode relevant, bei 12V DC
> nicht.

Wieso ist das so, gibt es eine technische Erklärung dafür?

Matthias S. schrieb:
> Dazu muss man entweder 2 MOSFets antiseriell schalten und speziell
> ansteuern.
Was genau ist denn antiseriell,
Wie würde diese aussehen?

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> 1. Bei 24V DC ist die Beschaltung mit Z-Diode relevant, bei 12V DC
>> nicht.
>
> Wieso ist das so, gibt es eine technische Erklärung dafür?

Hatte ich doch schon geschrieben: die maximal erlaubte Gate-Source 
Spannung.



> Matthias S. schrieb:
>> Dazu muss man entweder 2 MOSFets antiseriell schalten und speziell
>> ansteuern.
> Was genau ist denn antiseriell,
> Wie würde diese aussehen?

So wie in Photo-MOS Relais.

von Klaus Wolf (Gast)


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Hi,

jetzt habe ich mal die Schaltung verändert.
Ist sie jetzt richtig?

VG
Klaus

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:

> jetzt habe ich mal die Schaltung verändert.
> Ist sie jetzt richtig?

Nein.

von Klaus Wolf (Gast)


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Hi Hinz,

mit ein NEIN komme ich leider nicht weiter.
Wäre nett von dir, wenn du mehr schreiben würdest, als nur ein NEIN.

danke im Voraus
Klaus

von Elektrofurz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Wäre nett von dir, wenn du mehr schreiben würdest, als nur ein NEIN.

Das ist eine Serienschaltung. Du musst die beiden Mosfets aber 
antiseriell schalten!

von Klaus Wolf (Gast)


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Elektrofurz schrieb:
> Das ist eine Serienschaltung. Du musst die beiden Mosfets aber
> antiseriell schalten!

Jetzt richtig?

von Jens G. (jensig)


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Du hast immer noch nicht den anderen R mit drin.

von Elektrofurz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Jetzt richtig?

Ja. Die Gates werden aber nicht einfach zusammengeschaltet, die bekommen 
je eine extra Ansteuerung. Einfacher ist es mit einem Gleichrichter und 
nur einem Mosfet:

Beitrag "Re: 230v mit Mosfet schalten"

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Klaus Wolf schrieb:
> Jetzt richtig?

NEIN. Textverständnis ist wohl nicht Dein Ding.

von Klaus Wolf (Gast)


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OK, mal von vorne um zu verstehen.
Die Schaltung die ich jetzt hochgeladen habe, soll nur DC schalten.
max. 30V DC  2A  60W

Die Z-Diode soll eine für 12V ausgelegte Diode sein.
R1 und R2 bilden eine Spg.Teiler, für den ULN Ausgang.

Wäre die Schaltung so wie ich das gezeichnet habe richtig?

von Klaus Wolf (Gast)


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sorry falsches Bild im obigen Beitrag.
Hier nochmal das Richtige.

von Jens G. (jensig)


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Und wozu hast Du jetzt R3 drin?
Auserdem ist Q3 falsch rum drin.

von Klaus Wolf (Gast)


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Mit R3 sollte ich doch den Spg. Teiler bilden.
Warum ist der Q3 verkehrt rum?
So war der doch die ganze Zeit drin.

von Jens G. (jensig)


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>Mit R3 sollte ich doch den Spg. Teiler bilden.
Der Spannungsteiler ist doch R1+R4, mit D1 zur Gatespannungsbegrenzung.
Bei bestimmter Auslegung des Spannungsteilers, und für einen bestimmten 
Bereich der DC-Spannung könnte man die Diode auch weglassen, aber laß 
die trotzdem mal drin.

>Warum ist der Q3 verkehrt rum?
>So war der doch die ganze Zeit drin.

Ja, du hast den schon immer falsch drin. Und ganz am Anfang auch mal den 
falschen Polaritätstyp.
Guck Dir an, wie er im ersten vorgeschlagenen Bild eingezeichnet war.

: Bearbeitet durch User
von Klaus Wolf (Gast)


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Guten Morgen,

jetzt aber sollte richtig sein, denn MOSFET habe ich aus dem Datenblatt, 
so schaut es aus.

Und habe jetzt auch nach matzetronics Prinzip geschaltet.

Könnte ich jetzt die Schaltung so für meine Bedürfnisse übernehmen?

Danke im Voraus
Klaus

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Und habe jetzt auch nach matzetronics Prinzip geschaltet.

Bis auf den Wert der Z-Diode.


> Könnte ich jetzt die Schaltung so für meine Bedürfnisse übernehmen?

Wohl schon.

von Klaus Wolf (Gast)


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Hi Hinz,

jetzt habe ich die Schaltung noch einen Tick erweitert, und zwar möchte 
ich sie Galvanisch trennen, damit der µC Bereich vom MOSFET Bereich 
geschützt bleibt.

Habe zwischen der ULN und der MOSFET ein Optokoppler beschaltet.
Den Wert der Diode habe ich auf 12V gesetzt.

Wie schaut es aus?
Könnte ich die Schaltung so übernehmen?

Danke im Voraus
Klaus

von kenny (Gast)


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Nein, schau Dir das Datenblatt des OK an; Stichwort forward voltage.

von Klaus Wolf (Gast)


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Ich schließe ein Widerstand 2k2 zwischen der 5V und der Optokoppler led 
Eingang.

Ist das dann Ok?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Klaus Wolf schrieb:
> Ist das dann Ok?

Nimm 1,5k und dann sollte das klappen. Bedenke, das der ULN von den 5V 
ein wenig für sich braucht als Sättigungsspannung.

von Elektrofurz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Ich schließe ein Widerstand 2k2 zwischen der 5V und der
> Optokoppler led Eingang.
>
> Ist das dann Ok?

Ja das ist Ok, denn den ULN2803 kannst du jetzt weglassen. Du hast ja 
jetzt dafür den Optokoppler.
R3 kann von 2k2 auf 4k7 erhöht werden, damit er nicht 150mW verbraten 
muss.

von Klaus Wolf (Gast)


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Hallo,

ich hätte da noch ne Frage, könnte ich die Gatespannung auch über den µC 
Spannung holen?

oder

muss die Spannung von Source kommen?

also könnte ich so wie ich es jetzt auf dem Schaltplan habe übernehmen?
Da der Gate ja auch eine negative Flanke benötigt, ist der Optokoppler 
so richtig beschaltet?

vielen dank im Voraus
Klaus

von Elektrofurz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> könnte ich die Gatespannung auch über den µC Spannung holen?

Nein!

Es funktioniert nur so wie du es um 6:26 Uhr gepostet hast. Den ULN 
kannst du jetzt weglassen, weil du dafür jetzt den Optokoppler hast.

von Wolfgang (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> ich hätte da noch ne Frage, könnte ich die Gatespannung auch über den µC
> Spannung holen?

Wie willst du dann den FET davon Überzeugen, dass er auch mal abschalten 
soll? Der wird mit U_GS gesteuert.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Klaus Wolf schrieb:
> ist der Optokoppler so richtig beschaltet?

NEIN.

von Klaus Wolf (Gast)


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Elektrofurz schrieb:
> Nein!

Warum aber?
Für den Gate muss doch egal sen woher die Spannung kommt, Hauptsache 
Gate bekommt seine Steuerspannung oder etwa nicht?

Warum ist es abhängig von dem Source?

VG
Klaus

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Für den Gate muss doch egal sen woher die Spannung kommt, Hauptsache
> Gate bekommt seine Steuerspannung oder etwa nicht?

Eben nicht.


> Warum ist es abhängig von dem Source?

Wegen der Naturgesetze.

von Elektrofurz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Warum ist es abhängig von dem Source?

Ganz einfach:

Wolfgang schrieb:
> Wie willst du dann den FET davon Überzeugen, dass er auch mal abschalten
> soll? Der wird mit U_GS gesteuert.

Selbst wenn dein Optokoppler aus ist, hat das Gate immer noch die Ladung 
gespeichert und kann sie nicht zum Source hin ableiten!

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Klaus Wolf schrieb:
> Für den Gate muss doch egal sen woher die Spannung kommt, Hauptsache
> Gate bekommt seine Steuerspannung oder etwa nicht?
>
> Warum ist es abhängig von dem Source?

Kirchhoffsche Regeln:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Meine erste Schaltung hat nach wie vor Gültigkeit, nur das der BC547 
ersetzt wird durch den Phototransistor des Optokopplers. Alles andere 
bleibt so.

Die Ansteuerung der LED des Optokopplers (also die MC Seite) benötigt 
nun keinen ULN mehr, sondern kann über einen Vorwiderstand (820 Ohm - 
1,5 kOhm) direkt vom MC kommen.

: Bearbeitet durch User
von Klaus Wolf (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Meine erste Schaltung hat nach wie vor Gültigkeit, nur das der
> BC547
> ersetzt wird durch den Phototransistor des Optokopplers. Alles andere
> bleibt so.
>
> Die Ansteuerung der LED des Optokopplers (also die MC Seite) benötigt
> nun keinen ULN mehr, sondern kann über einen Vorwiderstand (820 Ohm -
> 1,5 kOhm) direkt vom MC kommen.

OK, ich werde sie dann so übernehmen, wie du das geschrieben hast, nur 
das ich statt der Transistor den OK einsetzen werde.

Letzte Frage, hoffe es wird auch die letzte :-)
ich habe ein Bild hochgeladen, aus dem Datenblatt. Frage ist, kann ich 
den MOSFET mit der Package TO-251AA auch stehend auf die Platine löten?
Ist der mittlere Pin = die Rückseite von dem Bauteil?

danke im Voraus
Klaus

von hinz (Gast)


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Klaus Wolf schrieb:
> Frage ist, kann ich
> den MOSFET mit der Package TO-251AA auch stehend auf die Platine löten?

Das ist bei IPAK (TO-251) so vorgesehen.


> Ist der mittlere Pin = die Rückseite von dem Bauteil?

Ja.

von Klaus Wolf (Gast)


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hinz schrieb:
> Das ist bei IPAK (TO-251) so vorgesehen.

So wie es aber in EAGLE CAD zu sehen ist, wird dsr MOSFET zwar von unten 
gelötet und wird oben auf die Platine mit der Rücken geknickt.

Ok, aber ich werde den trotzdesto stehend lçten um Platz zu sparen

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