Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SMD Transistor, MOSFET für 24V LED an 3.3V PWM - ESP8266


von LukasH (Gast)


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Guten Abend zusammen,

ich habe mittlerweile viel hier im Forum gelesen, finde aber keine 
zufriedenstellende Antwort. Mir ist klar, dass es das Thema schon X-mal 
gab.

Ich möchte einen 24V LED Strip 
(https://de.aliexpress.com/item/33003553104.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dZS6uzX) 
nur ca. 40cm, mit einem ESP8266 mit PWM steuern. In den 
Beispiel-Schaltungen finde ich immer nur überdimensionierte MOSFETS wie 
den IRLZ44N, der 25A schalten kann. Mir reichen aber bei 24V, 40cm 
Streifen, <2W pro Kanal, nichtmal 100mA.

Ich hatte bei meinem ersten Projekt ein H801 Modul nachgebaut und 
mittels einem 74HC245D das 3.3V Signal des ESP auf 5V angehoben. Mit den 
12V LED-Ausgang hatte ich drei Spannungsniveaus auf einer Platine - hat 
funktioniert aber war doch viel zu Aufwändig....

Gibt es denn Transistoren/MOSFETS, die mit 3.3V direkt ansteuerbar sind 
und in SMD-Bauform nicht so überdimensioniert sind? Für ein paar Tips 
wäre ich dankbar!

Viele Grüße,

Lukas

von Jörg R. (solar77)


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LukasH schrieb:
> ich habe mittlerweile viel hier im Forum gelesen, finde aber keine
> zufriedenstellende Antwort

Glaube ich eher nicht, sonst hättest Du einige Transistoren gefunden.


LukasH schrieb:
> Gibt es denn Transistoren/MOSFETS, die mit 3.3V direkt ansteuerbar sind
> und in SMD-Bauform nicht so überdimensioniert sind? Für ein paar Tips
> wäre ich dankbar!

IRLML2502

: Bearbeitet durch User
von lukasH (Gast)


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Vielen Dank für deine Antwort. Der IRLML2502 kann leider nur 20V...

Kennst du einen, der 24V mitmacht?

von hinz (Gast)


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von Michael B. (laberkopp)


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LukasH schrieb:
> Gibt es denn Transistoren/MOSFETS, die mit 3.3V direkt ansteuerbar sind
> und in SMD-Bauform nicht so überdimensioniert sind?

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.2 nennt 
AO3400A, Si2356DS ginge auch.

von Jörg R. (solar77)


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lukasH schrieb:
> Vielen Dank für deine Antwort. Der IRLML2502 kann leider nur
> 20V...
>
> Kennst du einen, der 24V mitmacht?

Oh, stimmt. Die 24V habe ich zwar gelesen, aber nicht mehr beachtet.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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lukasH schrieb:
> Vielen Dank für deine Antwort. Der IRLML2502 kann leider nur 20V...
>
> Kennst du einen, der 24V mitmacht?

Für wenig Strom (bis ca. 1A) verwende ich den IRLML0060. Der sperrt bis 
60V. 30V-Typen können etwas knapp werden, vor allem wenn längere 
Leitungen und deren parasitäre Induktivität im Spiel sind.

von MaWin (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Für wenig Strom (bis ca. 1A) verwende ich den IRLML0060. Der sperrt bis
> 60V.

Schaltet aber nicht mit den 3.3V eines ESP zuverlässig ein (kein RDSon 
garantiert für so niedrige UGS).
Es gibt nun mal keine mit 2.5 oder 2.7V durchschaltenden MOSFETs mit 
mehr als 40V UDS.
Und der 2N7002 tut das auch nicht wirklich.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BS170-D.PDF
vielleicht noch etwas unterdimensioniert und nicht SMD, aber überall 
erhältlich

von MaWin (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> vielleicht noch etwas unterdimensioniert und nicht SMD, aber überall
> erhältlich

Auch der Steinzeit-MOSFET schaltet nicht zuverlässig mit 3.3V ein (kein 
garantierter RDSon für 2.5 oder 2.7V angegeben). Issesdennsoschwer ein 
Datenblatt zu lesen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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MaWin schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Für wenig Strom (bis ca. 1A) verwende ich den IRLML0060. Der sperrt bis
>> 60V.
>
> Schaltet aber nicht mit den 3.3V eines ESP zuverlässig ein (kein RDSon
> garantiert für so niedrige UGS).

Stimmt. Der ist nur für 4.5V spezifiziert. Für einen 5V Arduino geht 
das. ESP ist grenzwertig (man muß sich auf typische Daten verlassen)

von MaWin (Gast)


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Axel S. schrieb:
> ESP ist grenzwertig

Man sagt auch: Pfusch.

von Stefan F. (Gast)


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LukasH schrieb:
> Gibt es denn Transistoren/MOSFETS, die mit 3.3V direkt ansteuerbar sind
> und in SMD-Bauform nicht so überdimensioniert sind? Für ein paar Tips
> wäre ich dankbar!

Der IRLZ44N (TO220) ist für 3,3V geeignet. Kleiner wäre der bereits 
empfohlene IRLML6344 (SOT23).

Du kannst auch einen bipolaren Transistor verwenden, z.B. den BC337-40 
(TO92). Den verwende ich immer bei weniger als 500mA.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Den BSS138 kenne ich als I2C-Bus Pegelkonverter, 50V 220mA max. 
Dauerstrom, gate threshold max 1,5V.
Was spricht gegen den?

der RDSon ist deutlich größer als der IRLML, >1 Ohm statt 30 mOhm

https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht
hier gibt es ja eine Vergleichsliste

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Den BSS138 kenne ich als I2C-Bus Pegelkonverter, 50V 220mA max.
> Dauerstrom, gate threshold max 1,5V.
> Was spricht gegen den?
>
> der RDSon ist deutlich größer als der IRLML

Vor allem ist der R_ds_on nur für U_gs ab 4.5V aufwärts spezifiziert. 
Genau was MaWin oben (zu Recht) für den IRLML0060 moniert hat.

Typische Werte sind schön und gut, aber beim Design sollte man schon 
darauf achten, daß auch die Minimalwerte (ein schlechtes Exemplar) noch 
funktionieren. Wenn man am Sonntag noch schnell etwas fertig kriegen 
muß, ist das was anderes. Dann nimmt man, was man hat und probiert ob 
man ein Exemplar vom guten Ende des Wertebereichs hat.

von LukasH (Gast)


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Erstmal vielen Dank an Jörg, Michael, Axel, MaWin, Stefan und Christoph!

Die IRLZ44N habe ich hier, die sind halt mit 47A fast um Faktor 500 
überdimensioniert. Die nehme ich gerne, wenn ich größere Lasten schalten 
möchte.

Im Anhang sind zur Übersicht alle erwähnten Transistoren als Tabelle 
aufgelistet und einen habe ich noch ergänzt. Außerdem habe ich habe nach 
den MOSFETs in den billigen PWM-Dimmern mit ESP geschaut (Magic Home LED 
Controller): Die haben wohl einen AO3400 verbaut, wie von Michael 
vorgeschlagen - der AO3400 lässt wohl bei 2.5V 4A durch und bei 
Aliexpress gibt es 100 Stück für etwas über einen Euro...


In meinem Sortiment habe ich mehrere PN2222A gefunden - der kann wohl 
auch 40V ab. Wenn ich die nehmen könnte, müsste ich nicht nochmal 
bestellen.
Im Datenblatt (siehe Screenshot im Anhang) steht unter Base−Emitter 
Saturation Voltage Werte zw. 0.6V 2V, d.h. (mit Base-Widerstand) müsste 
ich den in die Sättigung bekommen, verstehe ich das richtig?


Einen schönen Abend, und Grüße!

Lukas

von LukasH (Gast)


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Nochmal die Tabelle ohne Beschnitt....

von Johannes S. (Gast)


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die Idee mit einer Tabelle hatte schonmal jemand:
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

von Manfred (Gast)


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LukasH schrieb:
> Die IRLZ44N habe ich hier, die sind halt mit 47A fast um Faktor 500
> überdimensioniert.

Musst Du Platz sparen oder geht es ums Prinzip?

Ich habe einen Aufbau laufen, wo ich ca. 1mA mit einem TO-220 schalte: 
Die Daten passen, die sind in Menge vorrätig und Platz war kein Thema, 
so what?

von LukasH (Gast)


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Manfred schrieb:
> Musst Du Platz sparen oder geht es ums Prinzip?

Beides. Ein paar Worte zu meinem Projekt: Ich rüste eine Bad-Leuchte um, 
die fürchterliche billig-LEDs verbaut hat 
(https://www.amazon.de/gp/product/B07PTYNL1M).

Ziel ist, einen 24V LED-Streifen mit 3 versch. Farbtemperaturen abhängig 
von der Tageszeit zu dimmen. Morgens schön hell, Abends wärmer und 
dunkler und Nachts nur ein bisschen Licht.

Im Gehäuse ist nicht viel Platz, die billige Gleichstromquelle ersetze 
ich duch ein 24V Netzteil, dazu dann die Platine mit einem ESP12e, DC-DC 
Buck Converter und evtl. weitere Komponenten... Die Platine gestalte ich 
schon sehr dicht...

@Johannes: Danke für den Link, die Tabelle ist super!

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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wenn MaWin schon die BS170 (/ BS250) zu "Steinzeit-MOSFETs" erklärt, was 
soll man zu dem SMD-2N2222 sagen?

Aber ich habe inzwischen verstanden, bei bipolaren hat sich in den 
letzten Jahrzehnten nicht allzuviel getan, während man bei MOSFETs 
deutliche Unterschiede sieht. Sowohl Betrieb mit Spannungen unter 5V als 
auch der RDS-on sind wesentlich besser geworden. Es lohnt also, neue 
Typen anzuschauen.

von Manfred (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> wenn MaWin schon die BS170 (/ BS250) zu "Steinzeit-MOSFETs" erklärt, was
> soll man zu dem SMD-2N2222 sagen?

Vor allem hast Du nicht verstanden, weshalb er den BS170 für unbrauchbar 
hält:
MaWin schrieb:
> Auch der Steinzeit-MOSFET schaltet nicht zuverlässig mit 3.3V ein (kein
> garantierter RDSon für 2.5 oder 2.7V angegeben).

Offenbar hat MaWin recht:
MaWin schrieb:
> Issesdennsoschwer ein Datenblatt zu lesen.

von Kaper N. (Gast)


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LukasH schrieb:
> Ziel ist, einen 24V LED-Streifen mit 3 versch. Farbtemperaturen abhängig
> von der Tageszeit zu dimmen. Morgens schön hell, Abends wärmer und
> dunkler und Nachts nur ein bisschen Licht.

Bist du mit deiner Software schon weiter?
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