Hallo zusammen, ich benötige zwei kleine Schaltungen welche ich von einem AtMega8 ansteuern möchte. 1.) Spezielle Doppel-LED mit zwei Farben bei welcher die Polarität gewechselt werden muss. Schaltung siehe Anhang. 2.) Ich muss eine Last von je einem Ventil und einem Motor als HI-Side Switch in einem KFZ schalten. Sprich die 12V werden geschaltet und nicht der GND der Last. Der Einschaltstrom kann kurz 30A hoch sein. Danach beträgt der Strom für ungefähr 20s 10A. Ich kenne mich mit P-Channel MOSFETs nicht wirklich aus aber habe mal eine kleine Schaltung aufgemalt. Würde das so gehen? Wäre eventuell ein Logic-Level-MOSFET besser um den NPN BC337 zu sparen? Muss ich den MOSFET durch die Induktion der Spule oder Motor noch schützen? Ich würde mich über ein paar Tipps freuen. Grüße Thomas
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Thomas W. schrieb: > Schaltung siehe Anhang. Warum so ein Aufwand ? Der Strom kommt auch bei dir aus den PortPins, und du brauchst 2 PortPins
1 | rot |
2 | +--|>|--+ |
3 | PinA --+ LED +--150R-- PinB |
4 | +--|<|--+ |
5 | grün |
Thomas W. schrieb: > mal eine kleine Schaltung aufgemalt. 470Ohm bewirken sehr viel Basisstrom um 1.2mA zu schalten, 68k tuns auch. Leider sind 12V im Auto nicht 12V, sondern +100 bis -150. https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 Das Gate vom MOSFET hält aber nur 20V aus, platzt also wenn die Spannung an Source über 20V geht. An statt nun mit viel Aufwand die Schaltung gegen Störungen aus dem Bordnetz zu wappnen, nimm lieber einen automotive smart high side switch wie BTS5010, das spart auch den Transistor. Bedenke, dass Motoren ERHEBLICH mehr Strom im Anlaufmoment ziehen als ihr Nennstrom beträgt, und die Elektronik das aushalten muss. Eine Freilaufdiode am Motor wie MBR1545 wäre auch nützlich.
Michael B. schrieb: > Thomas W. schrieb: >> Schaltung siehe Anhang. > > Warum so ein Aufwand ? > > Der Strom kommt auch bei dir aus den PortPins, und du brauchst 2 > PortPins >
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> > Thomas W. schrieb: >> mal eine kleine Schaltung aufgemalt. > > 470Ohm bewirken sehr viel Basisstrom um 1.2mA zu schalten, 68k tuns > auch. > > Leider sind 12V im Auto nicht 12V, sondern +100 bis -150. > > https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 > > Das Gate vom MOSFET hält aber nur 20V aus, platzt also wenn die Spannung > an Source über 20V geht. > > An statt nun mit viel Aufwand die Schaltung gegen Störungen aus dem > Bordnetz zu wappnen, nimm lieber einen automotive smart high side switch > wie > BTS5010, das spart auch den Transistor. > > Bedenke, dass Motoren ERHEBLICH mehr Strom im Anlaufmoment ziehen als > ihr Nennstrom beträgt, und die Elektronik das aushalten muss. > > Eine Freilaufdiode am Motor wie MBR1545 wäre auch nützlich. Hallo Michael, danke für deine Tipps. Mir war überhaupt nicht klar das die PortPins die 40mA in beide Richtungen vertragen. Damit wird die Schaltung mit nur einem R natürlich super easy :) Das mit der KFZ-Spannung musste ich schon damals an meinem Oldtimer feststellen, als ich ein 5V Netzteil für einen ATMega gebaut habe. Sobald der Motor lief schmierte der ATMega ab. Erst als ich um den Spannungsregler 7805 einige Teile baute (sieh Anhang) lief der Atmel stabil. Diese Schaltung würde ich für das aktuelle Projekt wieder verwenden. Es geht um eine Steuerung für ein Luftfahrwerk mit Kompressor/Ventil in einer modernen Harly. Der BTS5010 ist eine feine Sache nur baue ich die Schaltung auf einer Lochrasterplatine auf. Dazu ist der Chip nicht wirklich geeignet. Würde eine Z-Diode 19V 5W am Gate nicht ausreichen? Ich hatte von einigen modernen Fahrzeugen die Bordspannung mit einem Oszi gemessen und fand die im Vergleich zu meinem Oldtimer eigentlich ziemlich ruhig. Die MBR1545 übernehme ich für den Motor und das Ventil. Die gibt es auch als doppelter Ausführung in einem TO-220 Gehäuse. Grüße Thomas
Thomas W. schrieb: > Würde eine Z-Diode 19V 5W am Gate nicht ausreichen? Ja, wenn sie richtig verwendet wird. 5W sind da nicht nötig, und meist nutzt man 18V. Aber ob du sie richtig verwenden wirst... Thomas W. schrieb: > Dazu ist der Chip nicht wirklich geeignet Es gibt auch andere ProFET. Thomas W. schrieb: > war überhaupt nicht klar das die PortPins die 40mA in beide Richtungen > vertragen. Sie vertragen auch nur 20mA, passend zu 150 Ohm. Aber bei dir kam der Strom auch aus den PortPins.
Wie würde ich die Z-Diode denn richtig verwenden? Ich hätte die Z-Diode zwischen Gate und GND gesetzt und noch einen R als Vorwiderstand gesetzt. Wie man den Rv allerdings berechnet ist mir momentan nicht ganz klar. Das Gate stellt ja die Last dar wobei der benötigte Strom nur minimal sein wird. Ich hätte jetzt als RV 1,5K genommen um bei 18V an der Diode 12mA zu haben. Wenn ich es richtig verstanden habe sollte der min. Strom bei einer ZY18 ungefähr 11mA sein. Ich google mal ein wenig nach ProFET.... Ja, mit den 40mA meinte ich die Last welche die Pins max. vertragen (laut Atmel Datenblatt). Ich dachte das klappt nur bei 5V und nicht gegen GND. Hab die Pins bisher immer nur als 5V Versorgung genommen.
Thomas W. schrieb: > Wie würde ich die Z-Diode denn richtig verwenden Zwischen Z-Diode geschütztes Gate und BC337 Kollektor muss ein im Überspannungsfall den Strom begrenzender Widerstand.
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Michael B. schrieb: > Thomas W. schrieb: >> Wie würde ich die Z-Diode denn richtig verwenden > > Zwischen Z-Diode geschütztes Gate und BC337 Kollektor muss ein im > Überspannungsfall den Strom begrenzender Widerstand. Genau den meinte ich (Rv). Würde das mit den 1,5K passen? Wenn ich es richtig verstanden habe muss immer ein min. Strom von ungefähr 11mA durch die Diode fließen. Die Freilaufdiode habe ich auch noch mit in den Schaltplan genommen - siehe Anhang. Den Vorwiderstand an der Basis vom BC337 würde ich auf 4,7K nehmen. Wäre der ProFet BTS50080-1TMB was für meine Anwendung? Die Freilaufdiode wäre aber weiterhin nötig oder schützen diese Teile sich vor Induktiven Spitzen? https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon-BTS50080-1TMB-DS-v01_00-EN-1696496.pdf
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Thomas W. schrieb: > Wie würde ich die Z-Diode denn richtig verwenden? Mit strombegrenzenden Widerstand im Überspannzngsfall ist der 220R Widerstand gemeint.
Thomas W. schrieb: > Wäre der ProFet BTS50080-1TMB was für meine Anwendung? Ich mag den nicht, weil sein Eingang nicht logikkompatibel ist sondern einen zusätzlichen Transistor erfordert, wie dein BC337. Er kann induktive Lasten ohne Freilaufdiode bis zu einer bestimmten Induktivität, siehe Datenblatt.
Michael M. schrieb: > Thomas W. schrieb: >> Wie würde ich die Z-Diode denn richtig verwenden? > > Mit strombegrenzenden Widerstand im Überspannzngsfall ist der 220R > Widerstand gemeint. Hi, tatsächlich verstehe ich es nicht richtig. Ich dachte es geht darum das Gate auf max. 18V zu begrenzen. Sollte jetzt der BC337 offen sein hängt ja die Z-Diode in der Luft da GND fehlt. Somit würde das Gate die Überspannung abbekommen. Die Schutzfunktion wäre (nach meinem Verständnis) nur gegeben, wenn der BC337 geschaltet wäre.
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Thomas W. schrieb: > Hi, > tatsächlich verstehe ich es nicht richtig. Hier ist deine Schaltung, nochmal zum besseren Verständnis, etwas übersichtlicher gezeichnet.
Thomas W. schrieb: > Sollte jetzt der BC337 offen sein hängt ja die Z-Diode in der Luft da > GND fehlt. Die Z-Diode ist genau zwischen Gate und Source, weil die Spannung genau da nicht mehr als 18V betragen darf. Wenn der BC337 ausgeschaltet ist, wird das Gate über den 1k5 mit Vcc verbunden (G und S haben dann das gleiche Potenzial) und der P-Mosfet wird damit gezielt gezwungen zu Sperren.
Michael M. schrieb: > Wenn der BC337 ausgeschaltet ist, wird das Gate über den 1k5 mit Vcc > verbunden (G und S haben dann das gleiche Potenzial) und der P-Mosfet > wird damit gezielt gezwungen zu Sperren. Okay, dann hatte ich es falsch verstanden. Der MOSFET darf nur im geschaltenen Zustand (BC337 leitend) nicht an S über 18V kommen. Im gesperrten Zustand würde eine Überspannung allerdings an G und S anstehen. Die Z-Diode hat im gesperrten Zustand vom MOSFET keine Funktion oder?
Michael B. schrieb: > Thomas W. schrieb: >> Wäre der ProFet BTS50080-1TMB was für meine Anwendung? > > Ich mag den nicht, weil sein Eingang nicht logikkompatibel ist sondern > einen zusätzlichen Transistor erfordert, wie dein BC337. > > Er kann induktive Lasten ohne Freilaufdiode bis zu einer bestimmten > Induktivität, siehe Datenblatt. Stimmt, der wird gegen GND geschaltet. Da muss ich weiter suchen bis ich einen im TO-220 Gehäuse gefunden habe.
Michael B. schrieb: > Thomas W. schrieb: >> Wäre der ProFet BTS50080-1TMB was für meine Anwendung? > > Ich mag den nicht, weil sein Eingang nicht logikkompatibel ist sondern > einen zusätzlichen Transistor erfordert, wie dein BC337. > > Er kann induktive Lasten ohne Freilaufdiode bis zu einer bestimmten > Induktivität, siehe Datenblatt. Hi, als ProFet habe ich den BTS442E2 gefunden. Im Datenblatt ist die "Inductive load switch-off energy dissipation" mit 2,1J angegeben - keine Ahnung wieviel das jetzt ist?? Wenn ich es im Datenblatt aber richtig verstanden habe, benötige ich keine Freilaufdiode solange ich die Last über den In schalte und nicht VBB trenne. https://www.mouser.de/datasheet/2/196/infns16405_1-2271374.pdf
Thomas W. schrieb: > Ja, mit den 40mA meinte ich die Last welche die Pins max. vertragen > (laut Atmel Datenblatt). Ich dachte das klappt nur bei 5V und nicht > gegen GND. Der Mosfet, der im Pintreiber gegen GND schaltet, ist ein N-Kanal-Fet und deshalb sogar noch niederohmiger als der P-Kanal gegen Vcc. Und beim Berechnen des Vorwiderstands beachten, dass der uC bei 40mA keineswegs mehr 5V oder 0V am Pin ausgibt, sondern evtl. nur noch 4V und 1V. Falls du für rot und grün unterschiedliche Vorwiderstände brauchst, dann kannst du den höherohmigeren direkt vor die LEDs schalten, und dem dann mit einer Schottkydiode in eine Richtung einen zweiten Widerstand parallel schalten.
Thomas W. schrieb: > als ProFet habe ich den BTS442E2 gefunden. Im Datenblatt ist die > "Inductive load switch-off energy dissipation" mit 2,1J angegeben - > keine Ahnung wieviel das jetzt ist? Die Energie rechnet sich als E=0.5*L*I². Bei z.B. 40 mH und 10 A wäre ich dann bei 2 J. Der BTS442 sollte das Problem mit minimaler Bauteilzahl lösen. Ich wäre aber wohl auch eher diskret rangegangen. Nur anstatt des BC337 hätte ich eher einen Kleinsignal-FET wie den BS170 genommen. Die Widerstände vielleicht einen Faktor 10 hochohmiger. Zenerdiode eher 12V, z.B. ZF12; mehr aufreißen muss man den FET sowieso nicht. Clamping ist auch verzichtbar, der IRF5305 hat ein Avalance rating. Aber sowas edles wie Temperaturüberwachung und Fehlerrückmeldung bekommt man so nicht hin.
Lothar M. schrieb: > Und beim Berechnen des Vorwiderstands beachten, dass der uC bei 40mA > keineswegs mehr 5V oder 0V am Pin ausgibt, sondern evtl. nur noch 4V und > 1V. Hi, danke für die Infos. Die LEDs benötigen selbst nur 15mA. Es sollte also kein Problem mit einbrechneder Spannung geben. Jörg B. schrieb: > Die Energie rechnet sich als E=0.5*L*I². Bei z.B. 40 mH und 10 A wäre > ich dann bei 2 J. > Der BTS442 sollte das Problem mit minimaler Bauteilzahl lösen. Ich wäre > aber wohl auch eher diskret rangegangen. Nur anstatt des BC337 hätte ich > eher einen Kleinsignal-FET wie den BS170 genommen. Die Widerstände > vielleicht einen Faktor 10 hochohmiger. Zenerdiode eher 12V, z.B. ZF12; > mehr aufreißen muss man den FET sowieso nicht. Clamping ist auch > verzichtbar, der IRF5305 hat ein Avalance rating. Aber sowas edles wie > Temperaturüberwachung und Fehlerrückmeldung bekommt man so nicht hin. Da die Platine nur einmal gebaut wird und die Kosten erstmal sekundär sind finde ich den BTS442 optimal. Auch die Temp-Überwachung nehme ich gerne an dem ProFet mit. Thomas W. schrieb: > Okay, dann hatte ich es falsch verstanden. Der MOSFET darf nur im > geschaltenen Zustand (BC337 leitend) nicht an S über 18V kommen. Im > gesperrten Zustand würde eine Überspannung allerdings an G und S > anstehen. Die Z-Diode hat im gesperrten Zustand vom MOSFET keine > Funktion oder? Die Funktion mit der Z-Diode in der MOSFET Schaltung würde ich trotzdem gerne verstehen. Ist das so wie ich in dem kommentierten Text darüber vermute?
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