Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Höhere Spannung mit uC schalten


von rr2205 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe einen ähnlichen Thread zu meiner Frage gefunden. Da dieser aber 
schon älter ist, schreibe ich an dieser Stelle einen neuen Beitrag:

Ich möchte eine höhere Spannung mit einem Mikrocontroller schalten. 
Genauer gesagt, möchte ich mit den 3,3 V des uC 12 V schalten. Dieser 
Ausgang kann dann mit bis zu 25 mA belastet werden.

Zuerst dachte ich an einen n-Channel MOSFET mit Pull-Up auf die 12 V. 
Ich hätte also an Drain entweder 0 V (in Abhängigkeit vom 
Spannungsabfall über Drain-Source) oder 12 V anliegen und müsste den 
Pull-Up so auslegen, dass die 25 mA fließen können.

Sehe ich das richtig, dass ich bei dieser Variante aber auch immer den 
Innenwiderstand der Last kennen muss, da dieser in Reihe zu meinem 
Pull-Up ja ebenfalls den Strom begrenzt?

Ein Nachteil dieser Schaltung ist natürlich, dass der Strom auch im 
„ausgeschalteten“ Zustand über den MOSFET abfließt. Deshalb würde sich 
wohl eine Halbbrücke aus n- und p-Channel MOSFET anbieten. Allerdings 
stellt sich auch hier die Frage, wie ich den Strom sinnvoll begrenze?

Im Voraus vielen Dank für die Unterstützung!

von Logic (Gast)


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Logic level mosfet.

von Wolfgang (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Zuerst dachte ich an einen n-Channel MOSFET mit Pull-Up auf die 12 V.
> Ich hätte also an Drain entweder 0 V (in Abhängigkeit vom
> Spannungsabfall über Drain-Source) oder 12 V anliegen und müsste den
> Pull-Up so auslegen, dass die 25 mA fließen können.

Genau das ist das Problem. Damit die 12V halbwegs an der Last ankommen, 
müsste der Pull-Up Widerstand gegenüber dem Widerstand der Last 
verschwindend klein ausfallen.

Es gibt - je nach Anwendung - deutlich besser geeignete Lösungen, z.B. 
mit aktivem Pull-Up.
Vielleicht verrätst du einfach mal, was dein eigentliches Problem ist, 
statt deine verkorkste Lösung zu erläutern.

von Teo D. (teoderix)


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rr2205 schrieb:
> Zuerst dachte ich an einen n-Channel MOSFET mit Pull-Up auf die 12 V.
> Ich hätte also an Drain entweder 0 V (in Abhängigkeit vom
> Spannungsabfall über Drain-Source) oder 12 V anliegen und müsste den
> Pull-Up so auslegen, dass die 25 mA fließen können.

Wozu einen Pull-Ub?
Warum "müssen" die "25mA" fließen?

Um eine höhere Spannung zu schalten, ist beides unnötig.....

Wolfgang schrieb:
> Vielleicht verrätst du einfach mal, was dein eigentliches Problem ist,
> statt deine verkorkste Lösung zu erläutern.

von MaWin (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Zuerst dachte ich an einen n-Channel MOSFET mit Pull-Up auf die 12 V.

Wie wäre es mit einem Schaltplan ? Bisher glaube ich an diesen Unsinn:
1
            +12V
2
              |
3
            PullUp
4
              |
5
              +------------+
6
              |            |
7
uC--100R--+--|I N-MOSFET   |
8
          |   |S     25mA Last
9
         100k |            |
10
          |   |            |
11
GND ------+---+------------+
Einfacher wäre wohl, wenn der N-MOSFET die Masseleitung der Last trennt
1
            +12V
2
              |
3
           25mA Last
4
              |
5
uC--100R--+--|I N-MOSFET
6
          |   |S
7
        100k  |
8
          |   |
9
GND ------+---+
Denke daran, dass der MOSFET schon bei nur 3V am Gate voll durchschslten 
muss, also so was wie ein IRLML2502 sein muss.

Man kann 25mA auch problemlos mit einen NPN Transistor schalten
1
       +12V
2
         |
3
      25mA Last
4
         |
5
uC--1k--|< BC547
6
         |E
7
GND -----+

Wenn die 25mA Last aber noch andere Verbindungen in die Schaltung hat 
und daher nicht einfach den Massekontakt verlieren darf, dann muss du 
die +12V schalten mit einem P-MOSFET
1
         +12V +12V
2
          |    |
3
         10k   |
4
          |    |S
5
          +---|I P-MOSFET wie BS250
6
    BC547 |    |
7
uC--10k--|< 25mA Last
8
          |E   |
9
GND ------+----+
Einfacher geht es mit einen NPN/PNP Digitaltransistor
1
            +12V     +12V
2
             |        |
3
            47k       |
4
             |        |S
5
             +-------|< PUMD10
6
             |        |
7
            2k2       |
8
             |        |
9
uC--2k2--+--|<        |
10
         |   |E   25mA Last
11
        47k  |        |
12
         |   |        |
13
GND -----+---+--------+

von rr2205 (Gast)


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Zuerst einmal vielen Dank für die vielen Antworten schon so früh am 
Samstag Morgen!:)

Nochmal meine Anforderungen zusammengefasst: ich möchte nach "außen" 
einen digitalen Ausgang zur Verfügung stellen, der auf 12 V schaltet und 
maximal 25 mA treiben kann. Oder anders ausgedrückt, ich möchte 
vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald eine 
Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen würde.

Die Last darf nicht von Masse getrennt werden, insofern kommen die 
p-Channel-MOSFET- oder die Digitaltransistor-Lösung von MaWin mit 
zusätzlicher Strombegrenzung am ehesten in Frage.

von rr2205 (Gast)


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uns ja.. der Unsinn entspricht deinem ersten Schaltplan..

MaWin schrieb:
> Wie wäre es mit einem Schaltplan ? Bisher glaube ich an diesen Unsinn:1
> +12V
> 2              |
> 3            PullUp
> 4              |
> 5              +------------+
> 6              |            |
> 7uC--100R--+--|I N-MOSFET   |
> 8          |   |S     25mA Last
> 9         100k |            |
> 10          |   |            |
> 11GND ------+---+------------+

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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rr2205 schrieb:
> Nochmal meine Anforderungen zusammengefasst: ich möchte nach "außen"
> einen digitalen Ausgang zur Verfügung stellen, der auf 12 V schaltet und
> maximal 25 mA treiben kann. Oder anders ausgedrückt, ich möchte
> vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald eine
> Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen würde.
>
> Die Last darf nicht von Masse getrennt werden.

Nimm einfach einen geeigneten kleinen LDO mit Enable-Eingang als 
High-Side-Switch.

Bei einem einstellbaren LDO legt man hierzu (normalerweise) das ADJ-Pin 
auf GND. Dann schaltet der Ausgang maximal möglich durch.

Zum Beispiel bei einem MIC5233 (100 mA) wäre die Dropout-Spannung bei 50 
mA typisch 230 mV, bei 25 mA knapp weniger.

Im Kurzschlussfall würde der Strom beim MIC5233 auf typisch 190 mA 
begrenzt werden, wobei der Ausgang nach kürzester Zeit thermisch 
geschützt abschaltet (und nach dem Abkühlen wieder einschaltet).

von Wolfgang (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Nochmal meine Anforderungen zusammengefasst: ich möchte nach "außen"
> einen digitalen Ausgang zur Verfügung stellen, der auf 12 V schaltet und
> maximal 25 mA treiben kann. Oder anders ausgedrückt, ich möchte
> vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald eine
> Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen würde.

Möchtest du eine elektronische Strombegrenzung für deinen Ausgang?

von MaWin (Gast)


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rr2205 schrieb:
> ich möchte vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald
> eine Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen
> würde.

So so, wie viele Salamischeiben hat die Wurst ?

Dann brauchst du eine Strombegrenzung  die haben die Schaltungen nicht.

Es gibt so was als 1 IC, NCV47722 hat alles drin.

Oder man baut selbst, dann kommen bei 25mA aber nur ungefähr 11V raus.
1
            +12V     +12V
2
             |        |
3
             |       22R
4
            E|        |
5
        BC556 >|------+
6
             |        |E
7
             +-------|< BC556
8
             |        |
9
            10k       |
10
             |BC547   |
11
uC--10k--+--|<     25mA Last
12
         |   |E       |
13
     v  47k  |        |
14
         |   |        |
15
GND -----+---+--------+
Die 31mA x 12V = 0.38W im Kurzschlussfall hält ein BC556 aus.

von Teo D. (teoderix)


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Wolfgang schrieb:
> Möchtest du eine elektronische Strombegrenzung für deinen Ausgang?

Ich befürchte, er glaubt weil der µC-Ausgang nur 25mA treiben kann, er 
auch nur 25mA aus den 12V ziehen darf/kann!?

Beitrag #7107659 wurde von einem Moderator gelöscht.
von rr2205 (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Allerdings
> stellt sich auch hier die Frage, wie ich den Strom sinnvoll begrenze?

ich dachte, das auch schon in meinem ersten Eintrag ausgedrückt zu 
haben, hätte es aber wohl deutlicher beschreiben sollen.

Teo D. schrieb:
> Ich befürchte, er glaubt weil der µC-Ausgang nur 25mA treiben kann, er
> auch nur 25mA aus den 12V ziehen darf/kann!?

nein, ich habe die Spannungsversorgung auf meinem Board auf einen 
bestimmten Strom ausgelegt. Dazu muss ich aber sicherstellen, dass 
keiner der digitalen Ausgänge aus den 12 V mehr Strom zieht als 
vorgesehen. Insofern muss der Strom hier entsprechend begrenzt werden.

von Teo D. (teoderix)


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rr2205 schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Ich befürchte, er glaubt weil der µC-Ausgang nur 25mA treiben kann, er
>> auch nur 25mA aus den 12V ziehen darf/kann!?
>
> nein, ich habe die Spannungsversorgung auf meinem Board auf einen
> bestimmten Strom ausgelegt. Dazu muss ich aber sicherstellen, dass
> keiner der digitalen Ausgänge aus den 12 V mehr Strom zieht als
> vorgesehen. Insofern muss der Strom hier entsprechend begrenzt werden.

Wird immer schwurbliger....
Wenn Du das "musst", dann musst Du das. Nur helfen mach so keinen Spas!
Schneide die Salami wenigsten von vorne an und erzähle mal, was das 
Ganze ist/werden soll, welcher Sinn dahinter steckt!

von rr2205 (Gast)


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rr2205 schrieb:
> ich dachte, das auch schon in meinem ersten Eintrag ausgedrückt zu
> haben, hätte es aber wohl deutlicher beschreiben sollen.

Ich möchte einen digitalen Ausgang auf 12 V schalten, dessen Strom auf 
25 mA begrenzt ist. Was ist daran "schwurblig"?

von Teo D. (teoderix)


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Dann halt nicht... BB

von Georg M. (g_m)


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rr2205 schrieb:
> Ich möchte eine höhere Spannung mit einem Mikrocontroller schalten.
> Genauer gesagt, möchte ich mit den 3,3 V des uC 12 V schalten. Dieser
> Ausgang kann dann mit bis zu 25 mA belastet werden.

Muss rail-to-rail sein?
Wie hoch ist die Schaltfrequenz?

von rr2205 (Gast)


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es ist tatsächlich nicht mehr.. ein Board, das eine gewisse Anzahl an 
digitalen Ausgängen hat, die mit der genannten Spezifikation schalten.

Und der Wunsch der Strombegrenzung ergibt sich daraus, dass das Board 
nicht aussteigen soll, auch wenn ungeeignete Komponenten angeschlossen 
werden, die mehr Strom ziehen als zur Verfügung steht.

von Bauform B. (bauformb)


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rr2205 schrieb:
> keiner der digitalen Ausgänge

MaWins NCV47722 gibt es auch mit 2 Schaltern im gleichen Gehäuse als 
NCV47822. Das dürften ungefähr die optimalen Treiber für so kleine 
Ströme sein, z.B. haben die keinen N-Kanal-Schalter und brauchen keine 
Ladungspumpe. Und angeblich hat Mouser sogar welche.

von Roland F. (rhf)


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MaWin schrieb:
> rr2205 schrieb:
>> ich möchte vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald
>> eine Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen
>> würde.

MaWin hat es doch schon beschrieben:

> Oder man baut selbst, dann kommen bei 25mA aber nur ungefähr 11V raus.
>
1
>             +12V     +12V
2
>              |        |
3
>              |       22R
4
>             E|        |
5
>         BC556 >|------+
6
>              |        |E
7
>              +-------|< BC556
8
>              |        |
9
>             10k       |
10
>              |BC547   |
11
> uC--10k--+--|<     25mA Last
12
>          |   |E       |
13
>      v  47k  |        |
14
>          |   |        |
15
> GND -----+---+--------+
16
>

rhf

von Teo D. (teoderix)


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OK. Dann bau halt ne simple KSQ mit nem NPN-Transistor dran. Da geht 
halt ~1V verloren, aber bei 12V und nur <25mA, sollte das die wenigsten 
"Verbraucher" kratzen.


PS: Nur weil jeder Port deines µCs 25mA ab kann, gild das in Summe, noch 
lange nicht für den gesamten µC!

von rr2205 (Gast)


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rr2205 schrieb:
> nein, ich habe die Spannungsversorgung auf meinem Board auf einen
> bestimmten Strom ausgelegt. Dazu muss ich aber sicherstellen, dass
> keiner der digitalen Ausgänge aus den 12 V mehr Strom zieht als
> vorgesehen. Insofern muss der Strom hier entsprechend begrenzt werden.

mir geht es ja nicht um den Mikrocontroller. Der schaltet ja nur die 
Transistoren, welche auch immer das sein werden am Ende. Mir geht es um 
die generelle Spannungsversorgung meines Boards, die ja nur einen 
begrenzten Strom liefern kann, sei es ein Schalt- und/oder Linearregler. 
Die digitalen Ausgönge werden ja über diese 12 V versorgt.

Eigentlich bin ich ja auch derjenige, der die Verbaucher anschließt und 
kann das natürlich auch einfach entsprechend berücksichtigen, also 
nichts anschließen, das zu viel Strom zieht. Die optimale Variante wäre 
aber natürlich die Strombegrenzung an den digitalen Ausgängen.

von B. P. (skorpionx)


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rr2205 schrieb:
> uns ja.. der Unsinn entspricht deinem ersten Schaltplan..

Das war ein Unfall... Alle andere Vorschläge sind O.K.

von Teo D. (teoderix)


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Das ist wie vergammelte Salami, durch den Häcksler gejagt...

Das macht alles null Sinn, in Summe ist das nur Geschwurbel³!

von Christian M. (christian_m280)


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rr2205 schrieb:
> einen digitalen Ausgang auf 12 V schalten,

rr2205 schrieb:
> eine gewisse Anzahl an digitalen Ausgängen hat

rr2205 schrieb:
> Was ist daran "schwurblig"?

Unter Anderem...

Gruss Chregu

von Helge (Gast)


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Auch möglich: Verwende eine Polyfuse, die alle Ausgänge zusammen 
absichert. Wird die warm (und damit schlecht leitend), sind dann die 
Ausgänge fast aus. Ist der Kurzschluß beseitigt, funktioniert wieder 
alles normal. Beispiel 
https://www.mouser.at/datasheet/2/240/Littelfuse_PTC_250R_Datasheet_pdf-1317239.pdf

von Wolfgang (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Ich möchte einen digitalen Ausgang auf 12 V schalten, dessen Strom auf
> 25 mA begrenzt ist. Was ist daran "schwurblig"?

Ein digitaler Ausgang kennt Logikpegel und die sind irgendwie definiert 
(z.B. als Spannungsbereiche (oder Spannungsbereiche an einer bestimmten 
Leitungsimpedanz). So etwas wie Strom von max 25mA gibt es nicht als 
digitale Pegeldefinition. Was soll mit dem Logikpegel passieren, wenn 
die 25mA-Grenze überschritten wird?
Das ist mit "schwurbelig" gemeint.

Was ist dein eigentliches Problem?

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> Was soll mit dem Logikpegel passieren, wenn
> die 25mA-Grenze überschritten wird?

Er verhält sich unlogisch.

von Bauform B. (bauformb)


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Wolfgang schrieb:
> So etwas wie Strom von max 25mA gibt es nicht als
> digitale Pegeldefinition.

Nicht gerade 25, aber 20 oder 60mA waren mal sehr beliebt.

von Wolfgang (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Nicht gerade 25, aber 20 oder 60mA waren mal sehr beliebt.

Dann aber als Stromschleife und nicht als Spannungsausgang mit 
Strombegrenzung.

von Ein Kommentar (Gast)


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Ein weiterer Vorschlag - ein LED Treiber, bei dem die LED zwischen 
Ausgang und Masse liegt.

von Jens G. (jensig)


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Ein Kommentar schrieb:
> Ein weiterer Vorschlag - ein LED Treiber, bei dem die LED zwischen
> Ausgang und Masse liegt.

Am Ende geht es hier vielleicht nur um LED-Lasten. Da reicht ein simpler 
Vorwiderstand als Strombegrenzer, den die LED sowieso nötig hätte ...

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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rr2205 schrieb:
> Nochmal meine Anforderungen zusammengefasst: ich möchte nach "außen"
> einen digitalen Ausgang zur Verfügung stellen, der auf 12 V schaltet und
> maximal 25 mA treiben kann. Oder anders ausgedrückt, ich möchte
> vermeiden, dass meine Spannungsversorgung einbricht, sobald eine
> Komponente angeschlossen wird, die einen höheren Strom ziehen würde.

Es gibt doch mehrere Ausgänge? Wäre es dann nicht praktischer, den 
Gesamtstrom zu begrenzen? Das könnte dann ein einfacher LDO übernehmen. 
Und schalten würde man ganz primitiv mit P-Kanal-FETs.

von rr2205 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich wollte mich an dieser Stelle nochmals für die Vielzahl an Antworten 
bedanken. Vorerst habe ich entschieden auf die Strombegrenzung zu 
verzichten. Somit entscheide ich mich für den folgenden Vorschlag, 
behalte die Ansätze zur Strombegrenzung aber im Hinterkopf:

MaWin schrieb:
> Einfacher geht es mit einen NPN/PNP Digitaltransistor1            +12V
> +12V
> 2             |        |
> 3            47k       |
> 4             |        |S
> 5             +-------|< PUMD10
> 6             |        |
> 7            2k2       |
> 8             |        |
> 9uC--2k2--+--|<        |
> 10         |   |E   25mA Last
> 11        47k  |        |
> 12         |   |        |
> 13GND -----+---+--------+

Das einzige was ich vielleicht noch überlege ist, den Ausgang mit einer 
TVS-Diode gegen ESD abzusichern, was ja bei einem rausgeführten 
Kollektor sicher nicht verkehrt ist, oder wie seht ihr das?

von Dieter R. (drei)


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rr2205 schrieb:

>> 5             +-------|< PUMD10

Ich würde vor allem noch einen Widerstand spendieren, um nicht worst 
case fast 8 mA durch den Basis-Vorwiderstand des PNP-Transistors zu 
verbraten. Oder, wenn es ein Doppeltransistor sein soll, über sowas wie 
DMC3400 nachdenken, verbraucht statisch praktisch nichts und benötigt 
maximal 2 Widerstände extern. Der ist gerade nirgendwo lieferbar, aber 
es gibt sicher noch ähnliche Doppel-FETs.

von rr2205 (Gast)


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Ich hätte doch noch zwei Verständnisfragen zu den Vorschlägen von MaWin:

MaWin schrieb:
> Wenn die 25mA Last aber noch andere Verbindungen in die Schaltung hat
> und daher nicht einfach den Massekontakt verlieren darf, dann muss du
> die +12V schalten mit einem P-MOSFET1         +12V +12V
> 2          |    |
> 3         10k   |
> 4          |    |S
> 5          +---|I P-MOSFET wie BS250
> 6    BC547 |    |
> 7uC--10k--|< 25mA Last
> 8          |E   |
> 9GND ------+----+

Was spricht hier für den Bipolar-Transistor, der das Gate des p-Channel 
MOSFETs auf Masse zieht? Ließe sich hier nicht auch ein n-Channel MOSFET 
verwenden? Dann könnte ich, wie von Dieter R. vorgeschlagen, einen 
Doppel-FET verwenden. Allgemein muss ich gestehen, dass mir die Vor- 
bzw. Nachteile durch die Verwendung von BJTs oder MOSFETs nicht ganz 
klar sind.

MaWin schrieb:
> 1            +12V     +12V
> 2             |        |
> 3            47k       |
> 4             |        |S
> 5             +-------|< PUMD10
> 6             |        |
> 7            2k2       |
> 8             |        |
> 9uC--2k2--+--|<        |
> 10         |   |E   25mA Last
> 11        47k  |        |
> 12         |   |        |
> 13GND -----+---+--------+

Und die zweite Frage: wieso benötige ich bei Verwendung einen 
pnp-Transistors ebenfalls einen vorgeschalteten npn-Transistor? Würde 
ein entsprechend hoher negativer Basisstrom nicht auch ausreichen, um 
den pnp in Sättigung zu betreiben? Eigentlich dachte ich, dass der 
Verzicht auf eine zusätzliche "Treiber-Schaltung" der große Vorteil 
gegenüber der Verwendung einen p-Channel MOSFETs ist.

von Dieter R. (drei)


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rr2205 schrieb:

> Was spricht hier für den Bipolar-Transistor, der das Gate des p-Channel
> MOSFETs auf Masse zieht? Ließe sich hier nicht auch ein n-Channel MOSFET
> verwenden?

Selbstverständlich kann ein N-Channel-FET anstelle des BJT verwendet 
werden. DMC3400 ist ein komplementäres FET-Paar. Der N-Channel-FET 
ersetzt den BJT, die 12V schaltet der P-Channel-FET.

https://www.diodes.com/assets/Datasheets/DMC3400SDW.pdf

Der ist gerade nicht lieferbar, bei Digikey gibt es z. B. mindestens ein 
Dutzend ähnlicher Typen je nach gewünschtem On-Widerstand und Gehäuse.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Was spricht hier für den Bipolar-Transistor,

Dessen Eigenheit, dass er bei geringer Spannung zuverlässig schaltet.

Dieter R. schrieb:
> Selbstverständlich kann ein N-Channel-FET anstelle des BJT verwendet
> werden.

Kann nur, soweit er geeignet ist. LL-FETs, die bei 3V U(GS) definiert 
schalten gibt es, aber die Auswahl ist begrenzt.

> DMC3400 ist ein komplementäres FET-Paar.

Für die Ansteuerung mit einem 3V3-µC unpassend.

> Der ist gerade nicht lieferbar,

Das spricht eindeutig für diesen Typ!

Ein NPN BC_irgendwas / 2N_sonstwas lässt sich einfacher beschaffen und 
ein P-FET für die 12V-Seite ist auch beschaffbar.

von Troster (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ein NPN BC_irgendwas / 2N_sonstwas lässt sich einfacher beschaffen und
> ein P-FET für die 12V-Seite ist auch beschaffbar.

Da mehrere Ausgänge geschaltet werden sollen, kann ein ULN2003A bis zu 7 
NPN Transistoren + Basiswiderstände ersetzen.

von MaWin (Gast)


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rr2205 schrieb:
> Was spricht hier für den Bipolar-Transistor, der das Gate des p-Channel
> MOSFETs auf Masse zieht?

Er reicht und ist billig.

> Ließe sich hier nicht auch ein n-Channel MOSFET
> verwenden? Dann könnte ich, wie von Dieter R. vorgeschlagen, einen
> Doppel-FET verwenden.

Erst mal kriegen, LogicLevel müsster er auch sein. Funktionieren würde 
es (richtig gemacht) schon

rr2205 schrieb:
> Und die zweite Frage: wieso benötige ich bei Verwendung einen
> pnp-Transistors ebenfalls einen vorgeschalteten npn-Transistor

Irgendwie muss die Pegelwandlung auf 12V erfolgen. Wenn deine Schaltung 
schon echte open collector Ausgänge hätte, also bei Anschluss eines pull 
up auf 12V hochgeht, ginge es ohne.

von Dieter R. (drei)


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Manfred schrieb:

>> DMC3400 ist ein komplementäres FET-Paar.
>
> Für die Ansteuerung mit einem 3V3-µC unpassend.

Begründung? Reicht dir VGS(TH)max = 1,6V und IDtyp = 0,8A bei VGS = 3V 
nicht, um einen popeligen Kleinleistungs-P-Channel-FET anzusteuern?

Wenn der TO noch seine üblichen Bezugsquellen mitteilen würde, könnte 
man ihm auch helfen, dort etwas lieferbares zu finden.

von Dietrich L. (dietrichl)


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rr2205 schrieb:
> wieso benötige ich bei Verwendung einen
> pnp-Transistors ebenfalls einen vorgeschalteten npn-Transistor? Würde
> ein entsprechend hoher negativer Basisstrom nicht auch ausreichen, um
> den pnp in Sättigung zu betreiben?

In Sättigung zu treiben schon, aber du willst den PNP-Transistor ja auch 
mal sperren. Dann brauchst du an der Basis des PNP annähernd +12V.

von Manfred (Gast)


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Troster schrieb:
> Da mehrere Ausgänge geschaltet werden sollen, kann ein ULN2003A bis zu 7
> NPN Transistoren + Basiswiderstände ersetzen.

In der Ursprungsfrage steht "eine höhere Spannung", da sehe ich keine 
Mehrzahl. Sein Sinn ist begrenzt, da pro Kanal noch ein P-Transistor 
dran muß.

Dieter R. schrieb:
>>> DMC3400 ist ein komplementäres FET-Paar.
>> Für die Ansteuerung mit einem 3V3-µC unpassend.
> Begründung? Reicht dir VGS(TH)max = 1,6V und IDtyp = 0,8A bei VGS = 3V
> nicht,

Angemeldet seit 04.10.2007
Beiträge 1306

und keinen der dutzenden Beiträge zum FET gelesen, schlimm. Ich begründe 
das nicht, weil es dazu schon drölfundschwanzich Threads gibt.

von Dieter R. (drei)


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Manfred (anonymer Gast) schrieb:

> und keinen der dutzenden Beiträge zum FET gelesen, schlimm. Ich begründe
> das nicht, weil es dazu schon drölfundschwanzich Threads gibt.

Oh, bitte, lass mich an dem geheimen Wissen teilhaben, das du aus den 
Tiefen dieses Forums schöpfst.

Ich halte mich derweil an Datenblatt, Simulation und praktische 
Realisierung. Aus allen drei ist zu entnehmen, dass es sicher 
funktioniert. Was in irgendwelchen Faselthreads dazu stand, entzieht 
sich leider meiner Kenntnis.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Dieter R. schrieb:
> Ich halte mich derweil an Datenblatt,

So so, mir scheint eher, du kannst solch technische Angaben nicht lesen, 
denn in dem steht zu

ON CHARACTERISTICS

Gate Threshold Voltage VGS(TH) 0.8 - 1.6 V VDS = VGS, ID = 250μA
Static Drain-Source On-Resistance RDS(ON)
- 0.2 0.4 Ω
 VGS = 10V, ID = 0.59A
- 0.3 0.7 VGS = 4.5V, ID = 0.2A

Also deutlich: ein RDS(on) wird nur für 4.5V UGS garantiert, nicht 
dadrunter.

Zudem steht dort, dass er unterhalb 0.8V sicher sperrt, manche Exemplare 
aber auch schon bei 1.6V, also alle Angaben zu UGS mit 1:2 Toleranz, 
oder Faktor 0.707 bis 1.414, aufzufassen sind.

Ja, beim doppelten von 1.6V, also 3.2V im schlechtesten Fall, wird er 
nicht mehr ganz sperren, also genug Strom durch lassen fur einen pull 
up, aber zusagen dass es funktioniert tut GERADE DAS DATENBLATT dir das 
nicht.

von Dieter R. (drei)


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MaWin schrieb:
> Dieter R. schrieb:
>> Ich halte mich derweil an Datenblatt,
>
> So so, mir scheint eher, du kannst solch technische Angaben nicht lesen,
> denn in dem steht zu
>
> ON CHARACTERISTICS
>
> Gate Threshold Voltage VGS(TH) 0.8 - 1.6 V VDS = VGS, ID = 250μA

Ach, Mawin der soundsovielte, anonymer Vielschreiber mit unreflektierten 
Schnellschüssen. Ich kann nicht nur lesen, ich kann sogar rechnen. Nimm 
einen Pull-Up von 47 kOhm. Das reicht für die Applikation des TO. Es 
geht aber auch niederohmiger, bei Worst Case 1,6V ist schließlich noch 
eine Menge Reserve.

Merke: die Definition für VGS(TH) sollte man schon GENAU lesen. Sie ist 
NICHT in jedem Datenblatt gleich.

: Bearbeitet durch User
von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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Der einfache LDO-Vorschlag (als High-Side-Switch) scheint ja nicht zu 
gefallen.

Wenn der Ausgangsstrom wirklich auf möglichst genau 25 mA begrenzt 
werden soll, kommt auch eine High-Side-Stromquelle in Frage (wie ja 
schon vorgeschlagen). Allerdings gibt es von dieser Sorte nicht 
allzuviele.

Wenn man bei z. B. einem FAN5640 beide Ausgänge parallel schaltet und 
den String-Strom per Rext = 10 kOhm auf ca. 13 mA einstellt, ist der 
Ausgangsstrom maximal 26 mA und die Dropout-Spannung dann ca. 1,2V. 
Falls die Last < 415 Ohm wird, sinkt die Ausgangsspannung entsprechend 
und die Verluste im FAN5640 steigen auf maximal ca. 0,3W im 
Kurzschlussfall (für das SC70-6 gerade so am Limit, bevor der thermische 
Schutz greift).

Vielleicht ist das ja eine Lösung.

von Troster (Gast)


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Manfred schrieb:
> Troster schrieb:
>> Da mehrere Ausgänge geschaltet werden sollen, kann ein ULN2003A bis zu 7
>> NPN Transistoren + Basiswiderstände ersetzen.
>
> In der Ursprungsfrage steht "eine höhere Spannung", da sehe ich keine
> Mehrzahl. Sein Sinn ist begrenzt, da pro Kanal noch ein P-Transistor
> dran muß.
>
> Dieter R. schrieb:
>>>> DMC3400 ist ein komplementäres FET-Paar.
>>> Für die Ansteuerung mit einem 3V3-µC unpassend.
>> Begründung? Reicht dir VGS(TH)max = 1,6V und IDtyp = 0,8A bei VGS = 3V
>> nicht,
>
> Angemeldet seit 04.10.2007
> Beiträge 1306
>
> und keinen der dutzenden Beiträge zum FET gelesen, schlimm. Ich begründe
> das nicht, weil es dazu schon drölfundschwanzich Threads gibt.

Ja ja, der Manfred! Anderen vorzuwerfen, daß sie keine Beiträge lesen, 
aber selbst auch nur den ersten Beitrag als Referenz herzunehmen.

rr2205 schrieb:
> rr2205 schrieb:
>> nein, ich habe die Spannungsversorgung auf meinem Board auf einen
>> bestimmten Strom ausgelegt. Dazu muss ich aber sicherstellen, dass
>> keiner der digitalen Ausgänge aus den 12 V mehr Strom zieht als
>> vorgesehen. Insofern muss der Strom hier entsprechend begrenzt werden.
>
> mir geht es ja nicht um den Mikrocontroller. Der schaltet ja nur die
> Transistoren, welche auch immer das sein werden am Ende. Mir geht es um
> die generelle Spannungsversorgung meines Boards, die ja nur einen
> begrenzten Strom liefern kann, sei es ein Schalt- und/oder Linearregler.
> Die digitalen Ausgönge werden ja über diese 12 V versorgt.
>
> Eigentlich bin ich ja auch derjenige, der die Verbaucher anschließt und
> kann das natürlich auch einfach entsprechend berücksichtigen, also
> nichts anschließen, das zu viel Strom zieht. Die optimale Variante wäre
> aber natürlich die Strombegrenzung an den digitalen Ausgängen.

Hieraus geht eindeutig hervor, daß es um mehr als einen Ausgang geht.

von rr2205 (Gast)


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bitte entschuldigt die verspätete Antwort.

Troster schrieb:
> Hieraus geht eindeutig hervor, daß es um mehr als einen Ausgang geht.

Ich werde auf meinem Board mehrerer dieser "Ausgänge" haben, wobei die 
genaue Anzahl noch nicht feststeht.

Ich hätte allerdings noch eine ergänzende Frage, auch wenn mir dann 
vielleicht wieder vorgeworfen wird, "salamischeibenweise" vorzugehen. 
Zum Teil kommen weitere Fragen aber auch erst in der Diskussion auf:

Alle Vorschläge, sind ja jetzt so ausgelegt, dass ich aktiv auf die hohe 
Spannung schalte und der Ausgang ohne zusätzlichen Pull-Down floatet, 
wenn ich auf "Low" schalte. Sofern ich aber in beiden Schaltzuständen 
einen definierten Ausgangszustand möchte, wie wäre es dann mit folgender 
Lösung: ich verbinde die Drain-Anschlüsse eines n- und eines 
p-Channel-MOSFETs, was gleichzeitig den Ausgang darstellt. Wie hier 
bereits mehrfach vorgeschlagen, schalte ich den p-Channel mit einem 
vorgeschalteten BJT und muss noch eins der Gate-Signale invertieren, da 
sonst immer beide MOSFETs gleichzeitig durchschalten. Wäre das, wenn 
auch aufwändig, prinzipiell auch ein Lösungsansatz?

Wenn ihr mir verratet, wie ich diese Schaltbilder erzeuge, würde ich 
noch ein Schaltbild ergänzen.

von Christian M. (christian_m280)


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rr2205 schrieb:
> Wenn ihr mir verratet, wie ich diese Schaltbilder erzeuge, würde ich
> noch ein Schaltbild ergänzen.

Mit Bleistift und Papier... Nur so z.B.

Gruss Chregu

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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rr2205 schrieb:
> Wenn ihr mir verratet, wie ich diese Schaltbilder erzeuge, würde ich
> noch ein Schaltbild ergänzen.
Du könntest das kurz in ASCII hinmalen. Dann die [pre]-Tags nicht 
vergessen...

rr2205 schrieb:
> Alle Vorschläge, sind ja jetzt so ausgelegt, dass ich aktiv auf die hohe
> Spannung schalte und der Ausgang ohne zusätzlichen Pull-Down floatet,
> wenn ich auf "Low" schalte.
So ist das in den richtigen Industrieanlangen und deren Schaltausgängen 
üblich.

> Sofern ich aber in beiden Schaltzuständen einen definierten Ausgangszustand > 
möchte
Dann bauchst du zusätzlich zum Highside-Treiber noch einen Lowside-Fet. 
Die beiden sollten beim Umschalten übrigens nicht gleichzeitig aktiv 
sein, sonst gibt das jedesmal für ein paar µs/ms einen Kurzschluss. 
Deshalb musst du da für eine Totzeit sorgen, dass der jeweils andere 
sicher ausgeschaltet ist, vor du einen der beiden Fets einschaltest.

Das Ganze nennt sich dann auch "Halbbrücke" und deshalb findest du mit 
"half bridge driver" dann schnell passende Treiberbauteine. Falls du 
keine PWM machen willst, solltest du aber drauf achten, dass der Treiber 
für statische Ansteuerung geeignet ist.

: Bearbeitet durch Moderator
von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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rr2205 schrieb:
> Alle Vorschläge, sind ja jetzt so ausgelegt, dass ich aktiv auf die hohe
> Spannung schalte und der Ausgang ohne zusätzlichen Pull-Down floatet,
> wenn ich auf "Low" schalte.

Für einen strombegrenzten Push/Pull-Ausgang kannst du bei meinem 
FAN5640-Vorschlag die Last mit einem N-Kanal-MOSFET per invertiertem 
EN-Signal kurzschließen. Beim Umschalten können kurzzeitig maximal die 
eingestellten 26 mA fließen.

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