Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 16-fach High-Side Switch mit Strommessung?


von Bauform B. (bauformb)


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Mahlzeit!

Digikey gibt jetzt Liefertermine für TPS4H160 u.ä. mit 2057 an (oder 
garnicht mehr). Also versuche ich es mal zu Fuß.
- Das wichtigste ist die Strombegrenzung, ganz klassisch, und auch nicht 
ungenauer als bei den BTSxxx.
- Die besseren Switches hatten damals einen Ausgang zur Strommessung. 
Das geht jetzt genauer und man kann eine Überlastabschaltung per 
Software einstellen.
- Eine Slew Rate Begrenzung für arme Leute macht R3. Man. will. nicht. 
so. schnell. wie. möglich. schalten.
- Die Strombegrenzung ist "temperaturkompensiert" ;)
- Ein kleiner uC mit internem Oszillator produziert wahrscheinlich 
weniger Dreck als 16 Ladungspumpen an langen Leitungen. Deswegen 
spendiere ich auch die 0.3 Watt für die seltsame Stromversorgung.

Soweit der Werbetext, jetzt das Gejammer ;)
- es gibt keine 3.3V-P-Kanal-FET und ich mag jetzt nicht noch mit den 
alten AVR anfangen :(
- Der FET ist noch zu teuer, aber der muss 24V bei 1.2A vertragen bis 
der uC abschaltet. Man möchte evt. einen Watchdog auf 5ms einstellen...

Was könnte schief gehen?

P.S.: ja, da ist ein uC drin, also falsches Unterforum, aber der 
spannende Teil ist ja analog. Wie man es macht, ist es verkehrt.

von Frank (Gast)


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Du musst nicht unbedingt einen lowlevel FET nehmen (abgesehen davon, das 
es so wie gezeigt wird nicht klappt), wenn du die Ansteuerung 
überarbeitest. Mit einem NPN Transistor und Widerständen eine 
ordentliche Ansteuerung zu realisieren ist jetzt nicht wirklich 
aufwändig und teuer...

von Mario M. (thelonging)


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Die Latches bekommen nicht genug V-IH. Nimm 74HC595 mit genug Spannung 
für die MOSFETs, dann brauchst Du auch nur 3 Pegelwandler.

von MaWin (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> es gibt keine 3.3V-P-Kanal-FET

AFP7401S sollte für dich ja wohl passen, garantierte 0.185 Ohm bei 
-2.5V. und wenn er für dich nicht beschaffbar sein sollte, es gibt auch 
vergleichbare 30V MOSFETs.

Wieso jetzt allerdings gerade ein 3.3V uC mit 17 Analogeingängen für 
dich beschaffbarer wäre, sei dahingestellt.

Beguckt man die ganzen LM385er, ist die Wahl gerade dieses uC jedenfalls 
ein Schuss ins Knie.

Irgendwie müssen die Ansteuerdaten ja auch noch in den uC, der TPS4H160 
hätte dafür GND bezogene Inputs, macht nochmal 16 Pegelwandler, und 
Status zurück, nochmal Pegelwandler.

Ja, high side current mirror ist auch blöd und teuer, es sei denn, es 
muss nicht so genau sein, ob man 15% erreicht weiss ich nicht, könnte 
aber mit einfachem Stromspiegel per BC556S/BC847S Doppeltransistor wie 
beim ZXCT1009 gerade gehen. Dann jedoch sitzt der uC auf GND, schaltet 
10V P-MOSFETs per NPN und misst analog massebezogen

von Bauform B. (bauformb)


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Frank schrieb:
> Du musst nicht unbedingt einen lowlevel FET nehmen

5 Volt ist doch ein guter Kompromiss, es gibt diverse passende FETs

> (abgesehen davon, das es so wie gezeigt wird nicht klappt)

speziell warum?

> Mit einem NPN Transistor und Widerständen eine ordentliche
> Ansteuerung zu realisieren ist jetzt nicht wirklich aufwändig

die NPN wären aber der um 24V "weiter unten" angeschlossen (der uC hängt 
unterhalb der 24V, wegen der Strommessung).

Mario M. schrieb:
> Die Latches bekommen nicht genug V-IH. Nimm 74HC595 mit genug Spannung
> für die MOSFETs, dann brauchst Du auch nur 3 Pegelwandler.

Umgekehrt? Der HCT braucht doch weniger V-IH als der HC? Aus der Sicht 
des HCT259 liefert der uC 5V für High und 2.5V für Low. Die LM385 
wandeln das zu 2.5V und 0V. HCT braucht für High 2.0V @ 4.5..5.5V.

Und ihr immer mit euren Schieberegistern ;) Ja, es spart Pegelwandler, 
aber nicht soo viele, du hat Reset oder das Latch vergessen. Die FETs 
merken den Unterschied nicht, 595 und 259 laufen beide mit 5V. Mit den 
Schieberegistern hast du jedes Mal 16 Möglichkeiten, ein falsches Bit zu 
setzen, mit den 259 nur eine, meinetwegen auch zwei.

von Bauform B. (bauformb)


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MaWin schrieb:
> Wieso jetzt allerdings gerade ein 3.3V uC mit 17 Analogeingängen für
> dich beschaffbarer wäre, sei dahingestellt.

EFM32TG11B520F128GQ80-B, 19 Wochen. Mouser und Digikey glauben, dass 
sie noch in diesem September welche bekommen. Oder TG11B520F128GQ48-B 
zumindest noch in diesem Jahr :) Die kommen im QFP-80 bzw. QFP-48 und 
der ADC-MUX kann 32 Eingänge auf die meisten Pins muxen.

> Irgendwie müssen die Ansteuerdaten ja auch noch in den uC, der TPS4H160
> hätte dafür GND bezogene Inputs, macht nochmal 16 Pegelwandler, und
> Status zurück, nochmal Pegelwandler.

UART und ein ISO7021 oder 2 Optokoppler. Ja, die TPS4H160 haben mich 
verwöhnt, aber die Zeiten sind vorbei.

> Ja, high side current mirror ist auch blöd und teuer, es sei denn, es
> muss nicht so genau sein, ob man 15% erreicht weiss ich nicht

Wenn es nur um die maximale Abschaltschwelle geht, reicht das natürlich. 
Ich schätze mal, die 15% schafft man ohne Stromspiegel, mit 2 
Spannungsteilern mit 0.1%. Den statischen Fehler kann man abgleichen, 
bleibt der unterschiedliche TK von Widerständen von der gleichen Rolle. 
Aber es ist ein Offsetfehler, messen kann man vergessen. 100 Mal 
übersichtlicher wäre es natürlich.

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