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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombegrenzungs-Schaltung beim P-Channel-Mosfet?


Autor: Tim (Gast)
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Hallo Leute,

für den N-Kanal habe etwas. Gibt es auch was für den P-Channel-Mosfet?

Autor: Benedikt (Gast)
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Druchaus möglich.
Zeige mal die Schaltung die du für N-Kanal hast, und beschreibe mal was
du vorhast.

Autor: Tim (Gast)
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bitte nur sinnvolle antworten. danke

Autor: Hagen Re (hagen)
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Druchaus möglich.
Zeige mal die Schaltung die du für N-Kanal hast, und beschreibe mal
was
du vorhast.

Sehr sinnvolle Antwort, meine ich.

Gruß Hagen

Autor: Tim (Gast)
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gut, dann mache ich es ausführlich

<Druchaus möglich.
vollkommen sinnlose antwort. sie hat keinen verwertbaren inhalt

<Zeige mal die Schaltung die du für N-Kanal hast
wozu? entweder hat er eine funktionierende schaltung für den p-kanal
oder er hat sie nicht. was soll da eine n-kanal-schaltung helfen?

>beschreibe mal was du vorhast.
sinnloseste antwort überhaupt, weil ja schon in der überschrift steht,
daß der strom begrenzt werden soll

<Sehr sinnvolle Antwort, meine ich.
dann weiß ich, daß auch du nichts sinnvolles beitragen kannst.




also für sinnvolle und verwertbare antworten wäre ich sehr dankbar.
gespamt wurde ja nun genug

Autor: Wiesi (Gast)
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>Druchaus möglich.
>>vollkommen sinnlose antwort. sie hat keinen verwertbaren inhalt.
Genauso wie die Frage, ob sich sowas machen lässt. Sicher, warum
nicht?

>Zeige mal die Schaltung die du für N-Kanal hast
>>wozu? entweder hat er eine funktionierende schaltung für den p-kanal
>>oder er hat sie nicht. was soll da eine n-kanal-schaltung helfen?
Vielleicht weil man N-Kanal (oder NPN bei bip) meist ohne extreme
Kopfzerbrechen für P-Kanal "umdenken" kann? Und wenn du schon was
gefunden hast, das dir für N-Kanal passen würden, wär es ja nur
logisch, das auf P-Kanal zu konvertieren.

>beschreibe mal was du vorhast.
>>sinnloseste antwort überhaupt, weil ja schon in der überschrift
>>steht, daß der strom begrenzt werden soll
Wirklich? Wie wärs mit:
* Wie viel Strom, welcher MOSFET (normaler/logic level, smart MOSFET)
* Welche Betriebsspannung
* Ausregelgeschwindigkeit
* Regelgenauigkeit
* Regelung auf CC oder Foldback?
Etc.
Außerdem kommt es im Forum recht oft vor, dass jemand eine Schaltung
für etwas benutzen will, für das die nicht geeignet ist oder wo es
einfachere Lösungen gibt. Da wär es dann auch für den Fragesteller
interessant, wenn dann nicht nur die Schaltung sondern auch das
System dran funktioniert.

>Sehr sinnvolle Antwort, meine ich.
>>dann weiß ich, daß auch du nichts sinnvolles beitragen kannst.
Dann weiß ich, dass du nicht weißt, wie man Fragen stellt.

Um zuguter letzt auch noch was "in deinen Augen sinnvolles"
beizutragen (und meinen guten Willen zu beweisen)

o--*--------.
   |        '
   |        |
   |       .-.
   |       | | R1
   |       | |
   |E      '-'
    \| B    |
T1   |------*
    /|      |
   |C  ||---* T2
   |   ||->-'
   *---'|---.
   |        |
  .-.      .-.
  | |R2    | | RL
  | |      | |
  '-'      '-'
   |        |
  ---      ---

T1 ist PNP
R1 Auf gewünschten Strom dimensionieren
R2 1k...10k Sollte passen.

PS: Keine Ahnung ob das für deine Anwendung passt, aber siehe dazu
weiter oben in meinem Post.

   Wiesi

Autor: Tim (Gast)
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na das ist doch einmal was!

Wenn dies wirklich funktioniert,wäre es genau das, was ich suchte!
das mit dem p-kanal umdrehen, war mir in dem Moment gar nicht klar.
Aber da hast du ja Recht!

12V zwischen 5A und 15A mit einem normlen Mosfet, über Brückenschaltung
geladen/entladen, PWM zwischen 200- 5khz.

Ich gehe mal davon aus, aber sicher ist sicher: Gilt für r1 die gleiche
Formel zur bestimmung, wie beim n-kanal?

Autor: Wiesi (Gast)
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Also: Die Schaltung von mir ist zwar recht einfach, hat aber
auch Nachteile.

Der erste wäre, dass R1 recht viel Leistung Verbrät, wenn der
Strom groß ist, weil:
R1 = (rund) 0.7V/I
sodass immer gilt:
Pr1 = I*0.7V
und das wären dann bei dir so 3.5 bis 10.5W!

Außerdem must du bedenken, dass du durch den recht großen R1
immer nur Ub-I*R1 Volt an die Last bekommst.

Die Genauigkeit ist auch nicht recht hoch, weil die Basis
Emitterspannung von T1 ja nix fixes ist. Ich schätze so +/- 10%
wirst du im extremfall schon veranschlagen müssen.

Geschwindigkeit der Schaltung wird in etwa von der Gatekapazität
und von R2 abhängen.
Cg ist bei Leistungsfets typisch so 1 bis 5 nF.

Jetzt muss man schauen, dass Cg*R2 vieeell kleiner ist als die Periode
des PWM signals. Bei 5KHz PWM Frequenz ist die Periodendauer
200us. Auf eine Zeitkonstante von so 2us sollte man da schon kommen,
insbesondere wenn mit kleinen tastverhältnissen gefahren wird.
Worstcaserechnung:
R2=2us/5nF = 400Ohm --> Sollte möglich sein.

Wie das Ausregelverhalten genau ist und obs zum PWM passt und nicht
überschingt oder sonst was verrücktes macht, misst du am besten mit
einem Oszi nach. Theoretische Betrachtung von sowas wird gleich
extrem kompliziert.

Achja, was das PWM betrifft: Wenn du dem T1 einen Basisvorwiderstand
gibst, dann kannst du das PWM theoretisch direkt an der Basis
einspeisen (falls die ganz Last ge-PWM-d werden soll).

Schaltung funktioniert laut kurzer simlualation.

  Wiesi

Autor: Tim (Gast)
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mh, laut deiner Rechnung verliere ich bei 15A ca 0,75V. Das ist
eindeutig zu viel...gäbe es denn eine Alternative? Wäre das ganze als
n-Channel besser, also erlustarmer was die Spannung angeht?

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

die 0,75V sind die BE-Spannung eines Transistors, damit er leitend
wird und damit die Gatespannung senkt.

Lösungen mit geringerem Spannungsabfall bedingen vermutlich eine
entsprechende Spannungsverstärkung (OPV), damit eben die nötigen 0,75V
nicht direkt aus dem Lastkreis gewonnen werden müssen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Tim (Gast)
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mh, ich dachte immer,daß Mosfets da verlustarmer schalten, deswegen sie
auch bei solchen Dingen den (Darlington)Transistoren vorgezogen werden.
Irre ich mich da nun?

Autor: gerhard (Gast)
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hallo tim,
ich will dich ja nicht desillusionieren aber bei deinen anforderung
(12A, 5-15A) tritt im worst-case (rl ist ein kurzschluss) eine
verlustleistung zwischen 60W und 180W am mosfet auf.
und da ist es "wurscht" ob du einen n- oder p-kanal fet einsetzt.

gruss
gerhard

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

@Tim: die 0,75V fallen am Messwiderstand der Strombegrenzung ab, von
den Verlusten am MosFet war hierbei ja nicht die Rede.
Strombegrenzung heißt ja erstmal, den Strom irgendwie messen, das
Ergebnis auswerten und damit was machen können.
Bei obiger Schaltung wird der Strom über den Spannungsabfall an R1
gemessen und als Auswertekriterium Ube eines Transistors benutzt.
Wird der Spannungsabfall über R1 so groß, daß der Transistor beginnt
leitend zu werden, setzt die Strombegrenzung durch Reduzierung der
Gatespannung ein.

Die Schaltung ist eben eine Möglichkeit mit minimalem Bauteile-Aufwand.
Die Probleme dabei hat ja Wiesi schon oben beschrieben...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Tim (Gast)
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verstehe verstehe.
gibt es denn überhaupt eine Möglichkeit, ohne/mit weniger
Spannungsverlust eine solche Strombegrenzung zu realisieren?

Autor: gerhard (Gast)
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@tim:
du kannst den spannungsabfall nur durch verringerung des
messwiderstandes reduzieren. dann benötigts du aber eine aufwendigere
schaltung.
aber das hauptproblem bleibt nach wie vor die verlustlöeistung am
mosfet. sobald die schaltung in die strombegrenzung geht wirkt der
mosfet als regelbarer widerstand und der mosfet muß die entsprechende
verlustleistung in wärme an die umgebung abgeben.

gruss
gerhard

Autor: Wiesi (Gast)
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Ich weiß nicht für was die Strombegrenzung genau sein soll
(@Tim: schreib das doch mal, dann kann man dir vllt. besser
weiterhelfen),
aber wenn es für eine Motor/Schrittmotorsteuerung ist, würde ich
einen Stromchopper nehmen, dann hat man das Verlustleistungsproblem
nicht und fertige Steuer-ICs gibts auch.

Bei allen nichtgetakteten aka rein analogen Schaltungsvarianten
kannst du höchstens den Verlust am Messwiderstand reduzieren.
Die Maximale MOSFET Verlustleistung (die bei kleinen (z.B. 0V)
Ausgangsspannungen der Stromquelle auftritt)
von 15A*12V=150W wirst du nicht wegbekommen.

Apropos 180W: Sei dir im Klaren, dass das ein dicker FET wird,
denn die meisten MOSFETs sind nicht auf linear sondern Schaltbetrieb
ausgelegt und können zwar oft zig Ampere, haben aber netürlich
eine max Verlustleistung die weit unter Udsmax*Idsmax liegt!

   Wiesi

Autor: Tim (Gast)
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ich wollte damit ein paar Gühlampen, Motoren betreiben. Also alles was
so auf 12V-Basis läuft.

Was ist ein Stromchopper? Habe gegoogelt, aber nichts gefunden unter
diesem Begriff.

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