Ich möchte eine LED Matrix mit RGB LEDs aufbauen. Der Aufbau sieht so aus (siehe Skizze):
4 Gruppen mit jeweils 8 RGB LEDs
die 8 LEDs werden mit einem STP24DP05 LED Treiber angesteuert.
die 4 Gruppen sollen nacheinander mit einem MOSFET eingeschaltet werden. Um diesen zu schalten, brauche ich einen „high side gate driver“
Mit dem STP24DP05 habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht. Ich steuere ihn mit einem RP2040 Mikrocontroller über SPI an. Taktfrequenz geht bis 25 MHz problemlos. Nun würde ich diesen Treiber gerne behalten und 4 LED Gruppen, wie beschrieben, umschalten. Der Gate Driver soll auch mit 3.3V Logikpegel geschaltet werden.
Wer kennt einen high side gate driver, der sich hierfür eignet? Er sollte möglichst „üblich“ (und nicht teuer) sein. Welcher MOSFET eignet sich? Der Peak-Strom kann im Puls bis 1A gehen (im Dauerbetrieb können die LEDs pro Farbe je 20mA, aber gepulst geht sicher auch mehr).
Wer kennt einen high side gate driver, der sich hierfür eignet? Er
sollte möglichst „üblich“ (und nicht teuer) sein. Welcher MOSFET eignet
sich? Der Peak-Strom kann im Puls bis 1A gehen (im Dauerbetrieb können
die LEDs pro Farbe je 20mA, aber gepulst geht sicher auch mehr).
Ich würde mich über Hinweise sehr freuen.
Und dafür möchtest Du Gatetreiber einsetzen?
Deine eingezeichneten Mosfets sind N-Channel? Bewusst so gewählt für HighSide?
Wie dem auch sei: je einfacher, desto besser. Gerne auch ohne Gate
driver.
Dann nimm P-Channel und zieh ihr Gate auf Masse zum durchsteuern. Wenn der MC und die MOSFet alle mit 5V Pegel arbeiten, kannst du die Gates direkt an den MC legen, mit vllt. ein paar dutzend Ohm in Reihe. Du wirst allerdings Logiklevel P-Channels brauchen.
Um N-Channels in der Highside zu steuern, brauchst du nämlich mindestens 5V + die Spannung zum durchsteuern, also z.B. 12V oder so.
naja, bei einem p-channel MOSFET brauche ich mindest mal einen Pegelwandler, denn der MC macht eben 3.3V und die LEDs brauchen 5V. Hinzu kommt, dass die Pulse ziemlich kurz sind (sagen wir 5µs) - da muss schon ein bisschen Ladung transportiert werden, wenn die Flanke halbwegs steil sein soll. Deshalb nimmt man m.W. ja in einer solchen Konstellation gate driver.
Wie dem auch sei: je einfacher, desto besser. Gerne auch ohne Gate
driver.
Dann nimm P-Channel und zieh ihr Gate auf Masse zum durchsteuern. Wenn
der MC und die MOSFet alle mit 5V Pegel arbeiten, kannst du die Gates
direkt an den MC legen, mit vllt. ein paar dutzend Ohm in Reihe. Du
wirst allerdings Logiklevel P-Channels brauchen.
Ich würde es klassisch mit einem NPN machen der das Gate aufGND zieht. Die 3V3 vom uC reichen dafür locker aus und das Signal wird nicht negiert.
naja, bei einem p-channel MOSFET brauche ich mindest mal einen
Pegelwandler, denn der MC macht eben 3.3V und die LEDs brauchen 5V.
Hinzu kommt, dass die Pulse ziemlich kurz sind (sagen wir 5µs) - da muss
schon ein bisschen Ladung transportiert werden, wenn die Flanke halbwegs
steil sein soll. Deshalb nimmt man m.W. ja in einer solchen
Konstellation gate driver.
Weshalb 5us? Weshalb solch kurze Impulse für die nur 4 RGB-Gruppen?
Wenn ich das Datasheet vom "RP2040 Mikrocontroller" korrekt interpretiere, dann haben die GPIO Pins irgend was zwischen 1,8V und 3,3V, abhängig von der VDD-IO Versorgung.
Eine mögliche Lösung wärde der "DUAL-BIT DUAL-SUPPLY BUS TRANSCEIVER":
74LVC2T45
Den müsste es auch als 4 oder 8 Bit Breite geben.
Als Mosfet könnte man dann den P-Fet:
IRLML6401
verwenden, der kann bis zu 1,3A und ist Logik-Level Tauglich.
Eine mögliche Lösung wärde der "DUAL-BIT DUAL-SUPPLY BUS TRANSCEIVER":
74LVC2T45
Den müsste es auch als 4 oder 8 Bit Breite geben.
Als Mosfet könnte man dann den P-Fet:
IRLML6401
verwenden, der kann bis zu 1,3A und ist Logik-Level Tauglich.
Danke, Markus. Ich kenne den 74LVC2T45 nicht - den würdest Du als schnellen Pegelwandler und Leistungstreiber nehmen, oder? Ich müsste ja mit 3.3V Logiklevel schalten und bräuchte für den P-Fet +5V. Und das High Speed. Ich lese morgen mal das Datenblatt etwas genauer.
Das gehört in den Eröffnungsthread, denn aus dem geht der Grund für die
kurze Ansteuerung der LEDs nicht hervor.
Jörg, verbreite mal keine schlechte Laune. Ob Eröffnung, oder nicht: was
wäre denn Dein Rat?
Ich verbreite keine schlechte Laune, ich mag nur keine unnötige Salamitaktik. Natürlich interessiert es die helfenden User dass die Ansteuerung der LEDs mit 5us erfolgen soll. Das weicht von der Multiplexansteuerung üblicher LED-Mtrixen schon ab.
Und deshalb gehören solch feine Details in den Eröffnungsthread, aber nicht so mal nebenbei formuliert..
Der IRLML6401 ist ein relativ kleiner Mosfet mir relativ wenig Gate Kapazität, daher sollte ein Standard Levelshifter ausreichend sein.
Es gibt sicherlich noch andere P-Mosfets, die noch weniger Gate Kapazität haben, bei der riesigen Auswahl muss man ein paar mal diverse Such Funktionen bei den Lieferanten wie z.B. Mouser belästigen.
Mal auf die schnelle gefunden: "CSD25480F3"
Qg - Gate-Ladung: 700 pC
Der ist noch kleiner und kann jedoch nur schwer von Hand gelötet werden. Ob das eine Anforderung für dich ist musst du entscheiden.
Um so geringer die Gate Ladung ist um so weniger Strom muss der Gate Treiber aufbringen, bzw. kann schlussendlich der Mosfet schneller schalten.
Bei der Auswahl des "Besten" Mosfets ist es schlussendlich immer ein Kompromiss:
Verfügbarkeit
Preis
Geringer R-On
passender oder hoher Strom (in der Regel ca. 3x mehr als man braucht)
Logik-Level Tauglich
Größe
Datasheet lesen mit GS-Spannung Kurve und R-On
Pinkompatibel mit ähnlichen Typen anderer Hersteller (Austauschbarkeit)
Dazu noch in deinem speziellen Fall
wenig Gate Ladung
hohe Geschwindigkeit
Um den "Perfekten" zu finden kann man schon mal etwas länger beschäftigt sein. Schlussendlich ist es immer ein Kompromiss aus diesen vielen Parametern.
Bei der Auswahl des "Besten" Mosfets ist es schlussendlich immer
ein Kompromiss:
Verfügbarkeit
Preis
Geringer R-On
passender oder hoher Strom (in der Regel ca. 3x mehr als man braucht)
Logik-Level Tauglich
Größe
Datasheet lesen mit GS-Spannung Kurve und R-On
Pinkompatibel mit ähnlichen Typen anderer Hersteller (Austauschbarkeit)
Dazu noch in deinem speziellen Fall
wenig Gate Ladung
hohe Geschwindigkeit
Danke, Markus! Das hilft mir sehr. Ich lasse bei JLCPCB löten - macht also nix, wenn es eine kleine Bauform ist. Ich stöbere morgen mal bei den MOSFETs.
IMG_1180.jpeg
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