Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor oder MOSFET


von Mak (Gast)


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Hallo zusammen,
ich möchte mehrere in Reihe geschaltete LEDs per PWM mittels µC dimmen.

Welche der beiden dargestellten Varianten ist dazu die technisch 
sinnvollere?

Die linke mit NPN-Transistor oder aber die rechte mit N-MOSFET?
Und warum?

Bitte keine Fragen warum ich nicht nach GND schalten will sondern 
unbedingt die +12 Volt, darum soll es nicht gehen.

: Verschoben durch Moderator
von Dieter (Gast)


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Mak schrieb:
> Die linke mit NPN-Transistor

Ist die bessere Lösung. Der Mosfet muss ein Typ sein der +/- 20V am Gate 
gegenüber Source aushalten muss.

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


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Mak schrieb:
> Welche der beiden dargestellten Varianten ist dazu die technisch
> sinnvollere?

Das ist gehupft wie gesprungen. Der Pullup nach 12V (einmal 2.2K,
einmal 10K) sollte allerdings gleich sein. Er bestimmt auch die 
Schaltgeschwindigkeit, wenn PWM im Spiel ist.

von Christian M. (christian_m280)


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Und ein MOS-FET ist kein Transistor?

Gruss Chregu

von Jasson J. (jasson)


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Nein, richtig angesteuert und mit den passenden Magneten und Kristallen 
versehen, kann er als Portal dienen

von Klaus R. (klara)


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Dieter schrieb:
> Mak schrieb:
>> Die linke mit NPN-Transistor
>
> Ist die bessere Lösung.

Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen. Es kommt hier letztlich 
auf die Rahmenbedingungen an. Z.B. wird der NPN-Transistor in die 
Sättigung hereingezogen. Aus diesem Zustand kommt er nicht so schnell 
wieder hoch. Auch der 2K2 Widerstand ist u.U. für schnelle 
Schaltvorgänge etwas hoch.
mfg Klaus

von HildeK (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Das ist gehupft wie gesprungen.

Nicht ganz.
Der BSS138 sollte mit 5V angesteuert werden; wenn das PWM-Signal nur 
3.3V hätte, würde ich einen anderen FET nehmen. Oder eben den NPN, wenn 
die PWM-Frequenz sich in moderaten Werten bewegt.

von Anselm (Gast)


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Ich schalte zum Schutz des µC ein Netzwerk R - Z-Diode gegen Ground - R 
an die Basis des Transistors.
Sonst ist im Fall eines CB Kurzschlusses 12V an dem µC Eingang.

o/
Anselm

von Dieter R. (drei)


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Klaus R. schrieb:

> Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen.

Das scheint mir die wichtigste Empfehlung zu sein!

> Es kommt hier letztlich
> auf die Rahmenbedingungen an. Z.B. wird der NPN-Transistor in die
> Sättigung hereingezogen. Aus diesem Zustand kommt er nicht so schnell
> wieder hoch.

Statt 1k an der Basis reichen vermutlich 10k. Den Sinn des 
10R-Widerstands am FET sehe ich auch nicht.

von Dieter (Gast)


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Die Frage wäre noch, welche Frequenz die PWM haben sollte?
Längen der Zueleitungen und Lastleitungen?

Wechselst sonst mehrfach täglich den Mosfet aus.

von Peter R. (pnu)


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Bei PWM geht es auch um die Verluste beim Umschalten. Und da spielen die 
internen Kapazitäten des BSS eine Rolle (Millereffekt). Die können bei 
hochohmiger Steuerquelle die Schaltgeschwindigkeit bremsen und damit die 
Schaltverluste erhöhen.

Beim BSS ist das Ein-und Aussschalten wesentlich von der Signalquelle 
PWM mitbestimmt. bei niederohmiger Steuerquelle ist BSS besser. Für 
kleine Leistungen und PWM bis in den -zig kHz gehts noch mit dem NPN.

So über den Daumen: wenn kein M bei der Frequenz  und nur m bei der 
Leistung steht dürfte der NPN ausreichen.
Der BSS wäre aber dann auch an der Grenze, ein Treiber wäre da besser.

: Bearbeitet durch User
von Dieter R. (drei)


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Dieter schrieb:
> Die Frage wäre noch, welche Frequenz die PWM haben sollte?
> Längen der Zuleitungen und Lastleitungen?
>
> Wechselst sonst mehrfach täglich den Mosfet aus.

Nun ja, wenn man das professionell aufbauen und alle Fehlermöglichkeiten 
berücksichtigen will, dann fehlt noch eine Strombegrenzung und 
Überlastabschaltung. Das wird dann aber ein bisschen mehr 
Schaltungsaufwand, nicht nur zwei Transistoren. Unnötig, wenn das ein 
geschlossener Aufbau ist, wo alles direkt verdrahtet in räumlicher Nähe 
ist. Zum Gesamtsystem hat uns der TO ja nichts verraten.

Zu EMV-Fragen wissen wir auch nichts. Könnte durchaus ein Grund sein, 
die Schaltgeschwindigkeit zu begrenzen.

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


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HildeK schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Das ist gehupft wie gesprungen.
>
> Nicht ganz.
> Der BSS138 sollte mit 5V angesteuert werden; wenn das PWM-Signal
> nur 3.3V hätte, würde ich einen anderen FET nehmen.

Naja. Einen Pegel hat er ja nicht drangeschrieben. Ich hatte jetzt schon 
erwartet, daß er den MOSFET (eigentlich beide) richtig auswählt. Auch 
beim p-MOSFET kann man eine Menge falsch machen; z.B. einen Typ nehmen, 
der nur 12V U_gs verträgt.

Und abgesehen davon: der BSS138 hat eine U_th von maximal 1.5V. 3.3V 
sind mehr als das doppelte und er muß ja nur 6mA ableiten.

Das paßt schon.


Dieter R. schrieb:
>> Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen.
>
> Das scheint mir die wichtigste Empfehlung zu sein!

Für eine popelige PWM? Mit vielleicht 1kHz? Das erscheint mir mit 
Photonenbomben auf Amöben geschossen zu sein.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Einen Pegel hat er ja nicht drangeschrieben.

Richtig, mangelnde Spezifikation 😀; ich habe nur einen Hinweis gegeben. 
Und ich benutzte die Worte 'sollte' und auf deine Aussage nur 'nicht 
ganz'.

> Und abgesehen davon: der BSS138 hat eine U_th von maximal 1.5V. 3.3V
> sind mehr als das doppelte und er muß ja nur 6mA ableiten.
>
> Das paßt schon.

Vermutlich. Da es welche gibt, die auch mit 3.3V und weniger 
spezifiziert sind, könnte man auch von denen einen nehmen. Mehr sollte 
mein Hinweis nicht aussagen.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

wenn es nur Leds sind, reicht doch ein Logic N-Channel Mosfet. Man muss 
doch hierbei nicht zwangsweise den (+) Zweig schalten.

von Gänseblümchen (Gast)


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Ich verwende beim Schalten von PMOS manchmal eine Transistorstromquelle, 
also NPN und einen Widerstand zwischen Emitter und GND. Der Strom ist 
dann:
I=(Steuerspannung-0,7V)/R

Die Gatespannung kann man mit U=R*I einstellen. Der Charme dabei ist, 
dass das unabhängig von der Spannung ist, die man schaltet.
Die Gatespannung ist dann nur abhängig von der Steuerspannung. Und die 
stammt meist aus einem Spannungsregler.

Ein Basiswiderstand ist für diese Schaltung nicht nötig, es braucht 
daher weniger Bauteile (1xNPN + 2xR).

von Bauform B. (bauformb)


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Gänseblümchen schrieb:
> Transistorstromquelle
> Ein Basiswiderstand ist für diese Schaltung nicht nötig, es braucht
> daher weniger Bauteile (1xNPN + 2xR).

Und man kann mit dem Strom und der Gate-Kapazität die Flankensteilheit 
des LED-Stroms begrenzen. Außerdem braucht man auf jeder Platine sowieso 
irgendwo einen kleinen NPN. Kleine FETs wie BSS138 braucht man selten.

von Dieter R. (drei)


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Axel S. schrieb:

> Dieter R. schrieb:
>>> Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen.
>>
>> Das scheint mir die wichtigste Empfehlung zu sein!
>
> Für eine popelige PWM? Mit vielleicht 1kHz? Das erscheint mir mit
> Photonenbomben auf Amöben geschossen zu sein.

Hast du es dir angesehen oder vermutest du nur? Ich habe mal mit LTSpice 
die 2. Schaltung zusammengebaut, geht ja schnell. Die Bauteilewahl ist 
sicher nicht optimal, sondern einfach aus dem vorhandenen 
LTSpice-Baukasten genommen. Ergebnis, gar nicht so überraschend: bei 1 
kHz PWM und 2 A Laststrom keinesfalls zu vernachlässigende Verluste im 
Ausschaltmoment. Offensichtlich ist da Optimierungspotential, und genau 
danach hatte der TO gefragt.

Nächste, nicht ganz so simple Frage wäre dann, symmetrisches Verhalten 
im Ein- und Ausschaltmoment zur Verminderung von EMV-Problemen (siehe 
auch darüber Beitrag von bauformb). Spätestens da geht es wohl kaum ohne 
Simulation.

: Bearbeitet durch User
von Gänseblümchen (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Und man kann mit dem Strom und der Gate-Kapazität die Flankensteilheit
> des LED-Stroms begrenzen. Außerdem braucht man auf jeder Platine sowieso
> irgendwo einen kleinen NPN. Kleine FETs wie BSS138 braucht man selten.

Bonus:
Wenn man für kapazitive Lasten einen Softstart implementieren will, ist 
das nur ein weiterer Kondensator, zwischen Drain und Gate.

Das führt dann zu einem schönen linearem Spannungsanstieg am Drain, 
wodurch man Kondensatoren laden kann, ohne das Stromlimit der 
vorgeschalteten Spannungsregler zu triggern.
Sehr nützlich, wenn man z.B. die Versorgung für Platinen zuschalten 
will, ohne dass die restlichen Geräte am Netzteil einen Reset ausführen.

Das hat natürlich Grenzen. Die SOA ist eine davon.

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


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Dieter R. schrieb:
>> Dieter R. schrieb:
>>>> Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen.
>>>
>>> Das scheint mir die wichtigste Empfehlung zu sein!
>>
>> Für eine popelige PWM? Mit vielleicht 1kHz? Das erscheint mir mit
>> Photonenbomben auf Amöben geschossen zu sein.
>
> Hast du es dir angesehen oder vermutest du nur?

Natürlich nur vermutet. Und auch du hast natürlich nur die halbe Arbeit 
gemacht. Wenn du jetzt den n-MOSFET gegen einen npn Bipo tauschst (das 
war die eigentliche Frage), wirst du sehen, daß sich das ganze immer 
noch besch**den verhält.

Kein Wunder, bei dem Klopper von p-MOSFET den du verwendest. Noch dazu 
mit lächerlichen 10K um das Gate zu entladen. Klar performt das nicht. 
Womöglich will der TE auch gar keine 2A schalten, sondern bloß 100mA?

von Manfred (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Ich würde die Entscheidung LTspice überlassen.

Gemäß diesem schlauen Forum müsste ich sogar den Vorwiderstand einer LED 
simulieren, geht's noch?

HildeK schrieb:
> wenn das PWM-Signal nur 3.3V hätte, würde ich einen anderen FET nehmen.

Weil die Dinger modern sind?
Gerade dann ist der NPN erste Wahl, geringe Schwellspannung B-E.

> Oder eben den NPN, wenn
> die PWM-Frequenz sich in moderaten Werten bewegt.

Das ist nicht zuende gedacht, gerade wenn es zügig gehen soll, wird der 
NPN schneller schalten und hat keine G-S-Kapazität.

HildeK schrieb:
>> Einen Pegel hat er ja nicht drangeschrieben.
> Richtig, mangelnde Spezifikation 😀; ich habe nur einen Hinweis gegeben.
> Und ich benutzte die Worte 'sollte' und auf deine Aussage nur 'nicht
> ganz'.

Ich baue high-side Schalter generell mit einem NPN vor dem P-FET auf. 
Dem ist es nämlich egal, ob meine Ansteuerung 2 Volt oder 5 Volt 
liefert, ich muß lediglich den Basiswiderstand rechnen.

Dieter R. schrieb:
> bei 1 kHz PWM und 2 A Laststrom keinesfalls zu vernachlässigende Verluste im
> Ausschaltmoment.

Die dürften, egal ob BSS138 oder TUN, vom G-D-Widerstand am FET 
abhängen. Mit dem BSS138 unterstelle ich, dass sich noch zusätzliche 
Verluste beim Einschalten ergeben.

von Jörg R. (solar77)


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Mak schrieb:
> Bitte keine Fragen warum ich nicht nach GND schalten will sondern
> unbedingt die +12 Volt, darum soll es nicht gehen.

Wenn Du nur einige in Serie geschaltete LEDs schalten willst sollte die 
Frage schon erlaubt sein. Weshalb eine unnötig aufwendige Schaltung wenn 
eigentlich ein LL-Mosfet, Beispiel IRF3708, reichen würde wäre hier wohl 
für einige User interessant. Oder muss es komplizierter sein als nötig 
weil Du was zum Angeben brauchst?

Großes Interesse an dem Thread hast Du scheinbar nicht, denn bisher kam 
von Dir nicht eine Reaktion auf die Kommentare.

von Gänseblümchen (Gast)


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Manfred schrieb:
> Weil die Dinger modern sind?

Haha, das ist gut.
Wenn, dann verwendet man FET wie BSS138N. Schau mal ins Datenblatt, wie 
alt der ist. Der dürfte 30 Jahre auf dem Buckel haben.

BIP sind nicht billiger, als so einfache MOSFET, oder nicht nennenswert. 
Also ist es durchaus legitim, einen kleinen MOSFET zu nehmen.
Nur haben BIP mit der von mir beschriebenen Ansteuerung mit Stromquelle 
Vorteile.

Man nimmt Bauteile nicht aus ideologischen Gründen, sonder die, die 
passen. Hass auf alles, was nach 1950 erfunden wurde, ist sowieso ein 
schlechter Ratgeber.

Manfred schrieb:
> lediglich den Basiswiderstand rechnen.

Fährst du deinen BIP in Sättigung? Kann man machen, aber ob das günstig 
ist, hängt von der Anwendung ab. Bei PWM kann (nicht muss!) dann die 
Schaltzeit dann ein Problem werden.
So ein gesättigter BIP braucht schon eine gewisse Weile um abzudrehen.

von Jörg R. (solar77)


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Gänseblümchen schrieb:
> BIP

Was ist denn ein BIB? Abkürzung selbst ausgedacht?

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Mak schrieb:
> Welche der beiden dargestellten Varianten ist dazu die technisch
> sinnvollere?

Hm. Darf man denn wirklich nur aus den beiden auswählen? :-)
(Und dann noch mit genau den Teilen und dieser Dimensionierung?)

Diese Variante von Highside P-Ch = mir persönlich die liebste:

Gänseblümchen schrieb:
> Transistorstromquelle,
> also NPN und einen Widerstand zwischen Emitter und GND. Der Strom ist
> dann:
> I=(Steuerspannung-0,7V)/R
>
> Die Gatespannung kann man mit U=R*I einstellen. Der Charme dabei ist,
> dass das unabhängig von der Spannung ist, die man schaltet.
> Die Gatespannung ist dann nur abhängig von der Steuerspannung. Und die
> stammt meist aus einem Spannungsregler.
>
> Ein Basiswiderstand ist für diese Schaltung nicht nötig, es braucht
> daher weniger Bauteile (1xNPN + 2xR).

Als Bildchen mit zusätzlichem Push-Pull-Treiber (nur nötig, wenn
damit höherfrequente PWM gemacht werden soll) im Anhang.

Und mit dieser Grundschaltung kann (zu den schon von Gänseblümchen
genannten Vorteilen hinzu) die Steuerspannung vor dem NPN (nahezu)
beliebig niedrig sein.

[Natürlich durch die Stromsenke als Level-Shift die zu schaltende
U_B+ auch beliebig hoch - nur muß der NPN (bzw. falls Push-Pull-
Stufe nachgeschaltet auch der folgende PNP) diese U_B+ sperren
können - aber was passendes findet sich meist relativ problemlos.]

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Gänseblümchen schrieb:
>> BIP
>
> Was ist denn ein BIB? Abkürzung selbst ausgedacht?

Vermutlich BIPO noch kürzer? :)

@Gänseblümchen, "Deine" Schaltung spricht natürlich auch aus
Schaltgeschwindigkeitsgründen (NPN ungesättigt) für sich.

von Gänseblümchen (Gast)


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So habs mal simuliert, und angehängt (weils mich auch interessiert hat):
Das Konzept Stromquelle ist beim Abschalten des FET etwas schneller. Um 
einstellige µs.
Weil der Transistor bei der Ansteuerung, wo er in Sättigung gefahren 
wird, eine Zeit  benötigt, um sich zu erholen.

Beim Einschalten sieht man schön den Effekt, dass die Stromquelle zu 
einem sanftem Schalten verwendet werden kann, wobei man das natürlich 
auch durch die Wahl des Baiswiderstandes tun kann, nur nicht so genau.

Wenn es um eine 100Hz-10kHz PWM geht wie man sie für LED verwendet, ist 
es uninteressant, dann hat man zwar eine Verzerrung des 
Tastverhältnisses, aber das ist so wenig, dass man es ignorieren kann.
Bei höheren Frequenzen wird man ohnehin ein anderes Konzept (wie 
push-pull-Stufen) verwenden, denke ich.

Beide Konzepte tun daher ;-)

Was die "ihr deppen simuliert jeden Quatsch" Fraktion angeht:
Nur duch die Praxis lernt man dazu. Dazu gehört die Simulation genauso 
wie der Aufbau und das Messen.
Bücherwissen ist gut und eine nötige Voraussetzung, Praxis und Interesse 
am Thema ersetzt das nicht. Und dazu gehört es auch, mal "banale" Dinge 
zu simulieren.

von Jörg R. (solar77)


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Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>
>> Gänseblümchen schrieb:
>>> BIP
>>
>> Was ist denn ein BIB? Abkürzung selbst ausgedacht?
>
> Vermutlich BIPO noch kürzer? :)

Einfach BJT geht nicht?

von Jörg R. (solar77)


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Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Als Bildchen mit zusätzlichem Push-Pull-Treiber (nur nötig, wenn
> damit höherfrequente PWM gemacht werden soll) im Anhang.

Mir fehlt da noch der ein oder andere Optokoppler;-)

Ich würde EINEN IRF3708 verwenden, es sei denn der TO erklärt die 
Notwendigkeit das HighSide geschaltet werden muss.

von Bauform B. (bauformb)


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Jörg R. schrieb:
> Mir fehlt da noch der ein oder andere Optokoppler;-)

Mir fehlt da vor allem ein integrierter High Side Switch, und wenn's nur 
ein BTS4xx ist. Also 1 Bauteil verglichen mit diesem Berg 
Hühnerfutter...

Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Diese Variante von Highside P-Ch = mir persönlich die liebste

Jörg R. schrieb:
> Ich würde EINEN IRF3708 verwenden, es sei denn der TO erklärt die
> Notwendigkeit das HighSide geschaltet werden muss.

Hat er, und außerdem: man tut das nicht ;) Sind wir doch froh, dass es 
endlich mal jemand freiwillig richtig macht.

Mak schrieb:
> Bitte keine Fragen warum ich nicht nach GND schalten will sondern
> unbedingt die +12 Volt, darum soll es nicht gehen.

von Gänseblümchen (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Mir fehlt da vor allem ein integrierter High Side Switch, und wenn's nur
> ein BTS4xx ist. Also 1 Bauteil verglichen mit diesem Berg
> Hühnerfutter...

Die sind toll. Ich nehm sie gern.
Großes Problem ALLER HS-Schalter derzeit: Versuch mal welche zu kaufen 
:-(

Ich bin bei einigen neuen Platinen auf PMOS gegangen, weil man die 
Dinger in Stückzahlen nicht mehr herbekommt. PMOS ist noch beschaffbar, 
wenn man was gängiges nimmt (wie SO-8 oder TO252).

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


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Gänseblümchen schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Mir fehlt da vor allem ein integrierter High Side Switch, und wenn's nur
>> ein BTS4xx ist. Also 1 Bauteil verglichen mit diesem Berg
>> Hühnerfutter...
>
> Die sind toll. Ich nehm sie gern.
> Großes Problem ALLER HS-Schalter derzeit: Versuch mal welche zu kaufen

Das viel größere Problem: sie haben deutlich merkbare Schaltzeiten. 
Teilweise mehrere 100µs. Für flimmerfreie PWM unbrauchbar.

von Jörg R. (solar77)


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> Jörg R. schrieb:
>> Ich würde EINEN IRF3708 verwenden, es sei denn der TO erklärt die
>> Notwendigkeit das HighSide geschaltet werden muss.
>
> Hat er,
>
> Mak schrieb:
>> Bitte keine Fragen warum ich nicht nach GND schalten will sondern
>> unbedingt die +12 Volt, darum soll es nicht gehen.

Nein, hat er nicht. Er wollte keine Fragen dazu, aber die Notwendigkeit
HighSide zu schalten hat er nicht begründet.

Spielt aber auch keine Rolle mehr, der TO ist nach dem Eröffnungsthread 
verschwunden. Mal sehen ob er noch mal wiederkommt.

von Gänseblümchen (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Das viel größere Problem: sie haben deutlich merkbare Schaltzeiten.
> Teilweise mehrere 100µs. Für flimmerfreie PWM unbrauchbar.

Das kommt auf die PWM an, aber ja, das ist ein Faktor. Für LED sollte 
man jetzt aber mal die Kirche im Dorf lassen.

Beispiel:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps1h100-q1.pdf

Da reden wir von 20-50µs, also 30µs Differenz zwischen on- und 
off-delay. Das ist langsam, aber für eine flimmerfreie LED-PWM mit 200Hz 
ist das mehr als gut genug.
Das verzieht die PWM maximal um 1%. So präzise Augen hat niemand...

Das ist aber sehr viel spekuliert, dazu bräuchte man Daten.

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Fan of Gänseblümchen schrieb:
>> Als Bildchen mit zusätzlichem Push-Pull-Treiber (nur nötig, wenn
>> damit höherfrequente PWM gemacht werden soll) im Anhang.
>
> Mir fehlt da noch der ein oder andere Optokoppler;-)

War das Ironie oder ernst gemeint? Falls letzteres: Sage/zeige
bitte, wie Du das gemeint hattest. Diese Schaltung funktioniert,
und zwar ganz ohne OK.

Bauform B. schrieb:
> Also 1 Bauteil verglichen mit diesem Berg Hühnerfutter...

In der Grundschaltung sind nur zwei R, ein Kleinsignal-NPN und
der Leistungs-P-Mosfet erforderlich. Das geht noch.

Fan of Gänseblümchen schrieb:
> ... zusätzlichem Push-Pull-Treiber (nur nötig, wenn
> damit höherfrequente PWM gemacht werden soll) ...

Und falls mal die Gegentaktstufe notwendig, wäre das Gebilde
nicht_mehr durch den eher gemütlich schaltenden integrierten
Highside-Smart-Switch ersetzbar...

Beitrag #7005118 wurde von einem Moderator gelöscht.
von HildeK (Gast)


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Manfred schrieb:
> HildeK schrieb:
>> wenn das PWM-Signal nur 3.3V hätte, würde ich einen anderen FET nehmen.
>
> Weil die Dinger modern sind?
> Gerade dann ist der NPN erste Wahl, geringe Schwellspannung B-E.
Nicht weil sie modern sind, sondern weil man im Prinzip beide nehmen 
kann. Dann aber bei 3.3V auf den richtigen MOSFET achten sollte; der 
BSS138 ist hier nicht ganz optimal. Mit 5V-Ansteuerung passt er schon.

>> Oder eben den NPN, wenn
>> die PWM-Frequenz sich in moderaten Werten bewegt.
>
> Das ist nicht zuende gedacht, gerade wenn es zügig gehen soll, wird der
> NPN schneller schalten und hat keine G-S-Kapazität.

Ein bipolarere Transistor hat beim Ausschalten aus der Sättigung eine 
relevante Verzögerung, wenn man keine Zusätze einbaut, die diese 
Sättigung verhindern. Das verändert bei einer sehr schnellen PWM die 
Puls-/Pausendauer merklich. Beim MOSFET muss man zwar mit mehr Strom 
schalten, aber dieses Delay ist geringer.
Da die üblichen PWM-Frequenzen normalerweise recht niedrig sind (max. 
einstellige kHz), wirkt sich das noch nicht schädlich aus.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Fan of Gänseblümchen schrieb:
> War das Ironie oder ernst gemeint? Falls letzteres: Sage/zeige
> bitte, wie Du das gemeint hattest.

Das war Ironie. Zu Erkennen am Smiley.

Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Diese Schaltung funktioniert,
> und zwar ganz ohne OK.

Die Schaltung hat neben der Schnelligkeit sogar noch den Vorteil, dass 
automatisch nie mehr als 12,3V an der GS-Strecke abfallen, egal bei 
welcher Versorgungsspannung. Bei einer Ansteuerung von 3,3V sind es dann 
allerdings nur noch 7,2V. Das dürfte aber auch noch ausreichend sein.

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Sonar 78 schrieb im Beitrag #7005118:
>> ... die Notwendigkeit HighSide zu schalten
> tut schlicht und einfach nichts zur Sache ...

Das stimmt "schlicht und einfach" nicht.

Begründungen grenzen für gewöhnlich Problemstellungen enger ein.

Je enger Problemstellungen eingegrenzt werden, desto potentiell
passender, konkreter, hilfreicher dabei mögliche Lösungsansätze.

Und so ein Verschweigen der genauen Anwendungen sowie möglichst
vieler Umstände und Randbedingungen

(eine sich merkwürdig zu häufen scheinende, "schlicht und einfach"
für die Ratsucher selbst schädliche Anfrage-Praxis)

führt häufig zu extrem viel sich am Schluß als partiell unnötig
bis hin zu völlig nutzlos herausstellendem Einsatz der Ratgeber.


"Schlicht und einfach" um möglichst gut/besser helfen zu können
gestellte Nach- bzw. Rück-Fragen (und dann noch auf so dermaßen
unhöfliche Weise) zu kritisieren ist daher "schlicht und einfach"
unangebracht - und zwar zur Gänze.

Dem TO steht natürlich frei, darauf zu antworten oder auch nicht.
Genauso wie uns freisteht, diese durch mangelnde Informationen

(längst nicht nur "warum unbedingt Highside" - es fehlt ja auch
die geplante PWM-Frequenz, der zu schaltende Strom, ob es sich
dabei um einen LED-Strang mit R_vor handelt so daß ja vielleicht
der Entwurf einer ein- und aus-schaltbaren aktive Stromquelle
statt des Schalters von Vorteil wäre, ...)

geprägte Problemstellung überhaupt in Angriff zu nehmen.

Jörg R. schrieb:
> Spielt aber auch keine Rolle mehr, der TO ist nach dem Eröffnungsthread
> verschwunden. Mal sehen ob er noch mal wiederkommt.

Ist aber (zumindest evtl.) ein anderes Thema als fehlende Infos.
Da die Gründe hierfür völlig im Unklaren, ...

Michael M. schrieb:
> Fan of Gänseblümchen schrieb:
>> War das Ironie oder ernst gemeint? Falls letzteres: Sage/zeige
>> bitte, wie Du das gemeint hattest.
>
> Das war Ironie. Zu Erkennen am Smiley.

Ja, vermutet habe ich's. Bloß gibt es ja auch tatsächlich eine
mir bekannte (allerdings invertierende) Highside-Ansteuerung für
P-Ch mittels OK. Und vielleicht hätte Jörg eine mir unbekannte
gezeigt ... das war halt meine Hoffnung.

Michael M. schrieb:
> Die Schaltung hat neben der Schnelligkeit sogar noch den Vorteil, dass
> automatisch nie mehr als 12,3V an der GS-Strecke abfallen, egal bei
> welcher Versorgungsspannung. Bei einer Ansteuerung von 3,3V sind es dann
> allerdings nur noch 7,2V. Das dürfte aber auch noch ausreichend sein.

(3,3V-0,7V=)2,6V; (2,6V/330R)*1kR=7,8V - aber wenig Unterschied.

Man könnte entweder die 1k erhöhen (wird etwas langsamer werden)
oder die 330R verringern (höherer Strom bei niedrigerer U_steuer,
wenn man nicht langsamer schalten will), für ca. 10-12V U_GS.

von Manfred (Gast)


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Gänseblümchen schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Weil die Dinger modern sind?
> Haha, das ist gut.

Finde ich auch.

> Man nimmt Bauteile nicht aus ideologischen Gründen, sonder die, die
> passen. Hass auf alles, was nach 1950 erfunden wurde, ist sowieso ein
> schlechter Ratgeber.

Das ist vollkommen richtig!

Gerade mal gucken: BSS138 und IRLML6344 habe ich in der Schublade, aber 
ebenso NPNs wie 2N2222A. Was ich einsetze, hängt von der Anwendung ab.

Fan of Gänseblümchen schrieb:
> P_FET-highside-mit-NPN-plus-R_E.png

Gegentakt, räumt den großen P-FET schneller aus und macht damit Sinn. 
Würden nicht noch zwei Dioden an den Basen die Stromspitze beim 
Umschalten reduzieren, wenn der PNP noch nicht ganz aus, der NPN aber 
schon an ist?

HildeK schrieb:
>> Weil die Dinger modern sind?
>> Gerade dann ist der NPN erste Wahl, geringe Schwellspannung B-E.
> Nicht weil sie modern sind, sondern weil man im Prinzip beide nehmen
> kann. Dann aber bei 3.3V auf den richtigen MOSFET achten sollte; der
> BSS138 ist hier nicht ganz optimal. Mit 5V-Ansteuerung passt er schon.

Ich weiß nicht, warum ich überhaupt mal BSS138 eingekauft habe. Mit max. 
3,5 Ohm bei 10 V U(GS) ist der im Umfeld von µCs nicht wirklich 
interessant. Den P-FET wird er schon irgendwie ansteuern, da kommt es 
auf ein paar Dutzend Ohm nicht an.

Aber Du sagt selbst, dass er bei 3,3V "nicht ganz optimal" ist, also 
bleibe ich bei meinem NPN.

Na gut, in einer Akkubetriebenen Anwendung schalte ich meinen P-FET 
tatsächlich hochohmig über einen IRLML6344, da will ich den Basisstrom 
nicht haben - ist aber kein PWM.

>>> Oder eben den NPN, wenn
>>> die PWM-Frequenz sich in moderaten Werten bewegt.
>> Das ist nicht zuende gedacht, gerade wenn es zügig gehen soll, wird der
>> NPN schneller schalten und hat keine G-S-Kapazität.
> Ein bipolarere Transistor hat beim Ausschalten aus der Sättigung eine
> relevante Verzögerung, wenn man keine Zusätze einbaut, die diese
> Sättigung verhindern.

Sättigung ist in dieser Anwendung nicht notwendig, bei 12V am Source 
würden 1V U(CE) kein Problem bereiten. Es ist aber schwierig, den Strom 
so knapp auszulegen, dass der NPN nicht sättigt.

Hast Du mal Messungen gemacht, wie groß die Verzögerung tatsächlich ist?

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Manfred schrieb:
> Fan of Gänseblümchen schrieb:
>> P_FET-highside-mit-NPN-plus-R_E.png
>
> Gegentakt, räumt den großen P-FET schneller aus und macht damit Sinn.
> Würden nicht noch zwei Dioden an den Basen die Stromspitze beim
> Umschalten reduzieren, wenn der PNP noch nicht ganz aus, der NPN aber
> schon an ist?

Eine Umschalt-Stromspitze gibt es hier gar nicht. Die BJTs sind in 
Kollektorschaltung (aka Emitterfolger). Es gibt dadurch sogar eine
Umschaltschwelle von 2 x U_BE.

Etwas ist schon noch erwähnenswert: Man "verliert" hierdurch U_BE
an Maximal-Aussteuerung an den "Rändern" der Rails. So lange man
nicht all zu knapp mit der Spannung am Widerstand rechnete, und es
nicht um einen Ultra-Low-Logic-Level P-Fet geht, von denen manche
U_GS(th) < 1V haben (/nicht sicher sperrten), kein echtes Problem.

Würde man nun zusätzlich Dioden antiparallel vor die Basen setzen
(oder - ein wenig stärkere - als Emitterdioden verwenden, gleicher
Effekt) wollen, würde das allerdings den Ausgangspegel noch weiter
verringern - weil sich deren U_F zur U_BE addierte.


[Falls ein Leser bei "Dioden an den Basen" an SOWAS denken würde:

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205141.htm

Diese Dioden machten genannte Umschaltschwelle zunichte. Bei solch
simplen Linearverstärkern bewirken sie Verringerung der ansonsten
ziemlich hohen Übernahmeverzerrungen. Hier (für Schaltverstärker)
wären diese "Bias-Dioden" vollkommen fehl am Platze.]

von Bauform B. (bauformb)


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Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Etwas ist schon noch erwähnenswert: Man "verliert" hierdurch U_BE
> an Maximal-Aussteuerung an den "Rändern" der Rails. So lange man
> nicht all zu knapp mit der Spannung am Widerstand rechnete, und es
> nicht um einen Ultra-Low-Logic-Level P-Fet geht, von denen manche
> U_GS(th) < 1V haben (/nicht sicher sperrten), kein echtes Problem.

Gegen dieses restliche halbe Volt könnte man noch einen Widerstand 
zwischen Gate und Source spendieren. Der muss auch nicht besonders 
niederohmig sein.

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Gegen dieses restliche halbe Volt könnte man noch einen Widerstand
> zwischen Gate und Source spendieren.

Das ist eine gute Idee. So einen relativ hochohmigen R_GS setzt
man bei Mosfets recht häufig ein: Um U_GS im Falle fehlerhafter
bzw. fehlender Ansteuerung sicher und sauber auf 0V zu halten.
(Ohne Gegentaktstufe machte das natürlich R1 alles von allein.)

> Der muss auch nicht besonders niederohmig sein.

Anders betrachtet sollte dieser nicht mal besonders niederohmig
sein: Um sich bei vorh. Ansteuerung nicht merklich auszuwirken.
(Gesehen habe ich an der Stelle schon mal Werte bis zu 100k.)

von Fan of Gänseblümchen (Gast)


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Nachtrag:

Fan of Gänseblümchen schrieb:
> Werte bis zu 100k

Nicht, daß so hohe Werte auch nur ansatzweise nötig wären.

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