PWM-Schaltung prüfen 3,3v zu 12V

[Tobias Ö. (t0bias)]

Hallo zusammen,
bitte seit gnädig mit mir ist meine erste wirkliche Schaltung.
Und ich bräuchte mal Hilfe vorab (bevor ich die Platine anfertigen 
lasse) ob das so funktioniert was ich vor habe.
Was soll passieren:
Ich benötige ein 12V PWM Signal zur Ansteuerung und Regelung eines 
Heizstabes. Weil ich schon einiges bei mir im Haus mit ESP32 und Tasmota 
gemacht habe wäre das am einfachsten.
Problem ich habe am ESP ja nur 3,3V und ich habe mir deshalb die 
angehängte Schaltung zusammen gefriemelt. Ist auch das erste mal, dass 
ich das in KiCAD mache...
Funktioniert das was ich da gemacht habe?
Die LEDs vor den Optokopplern sollen eine optische Rückmeldung sein, 
damit ich auch sehe ob etwas passiert.
Den Schaltausgang mit Relais wollte ich her nehmen um den ganzen 
Heizstab dann noch über ein Schütz trennen zu können.

Bin um jede Anregung dankbar.

Danke und Grüße

[Εrnst B. (ernst)]

Warum die Optokoppler?
Du kannst so deine FETs einschalten, aber nicht mehr abschalten. Für PWM 
etwas ungünstig.

[N. M. (mani)]

Galvanische Trennung hast du ja so trotzdem nicht.
Nimm doch einfach einen Smart High-Side-Switch z.B. einen BTSxxx von 
Infineon (oder andere).

Wenn etwas weniger Strom auch ausreicht z.B. 2 von denen:
https://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-power-switches/multichannel-spi-switches-controller/spoc-plus-2-multichannel-spi-high-side-power-controller/bts71040-4esa/

[Jörg R. (solar77)]

Der AO3400A ist ein LL N-Channel Mosfet. Der lässt sich direkt vom uC 
aus ansteuern wenn die Last gegen GND geschaltet wird, was man 
eigentlich auch mit einem N-Channel macht.

@TO
Musst Du die Heizstäbe gegen Plus schalten? Dann würde ich P-Channel 
nehmen.

Tobias Ö. schrieb:
> Die LEDs vor den Optokopplern sollen eine optische Rückmeldung sein,
> damit ich auch sehe ob etwas passiert.

Die LEDs zeigen nur an ob Strom durch die LEDs der Optokoppler fließt. 
Sie zeigen nicht an ob a) der Ausgang des OK schaltet und b) ob der 
Mosfet schaltet.

[Michael B. (laberkopp)]

Tobias Ö. schrieb:
> Funktioniert das was ich da gemacht habe?

Nein.

Warum baust du es nicht so, wie alle anderen ?

Warum das Rad neu erfinden ?

Wie kommst du auf 22nF am 1117 ?

Wieso glaubst du, eine IR LED mit ca. 1.2V Spannungsbedarf und eine 
sichtbare LED mit vielleicht 2.1V Spannungsbedarf über 15 Ohm auf 10mA 
an einem 3.3V Logokausgang betreiben zu können ?

Die Restspannung (0V+/-0.2V) ist viel zu klein um mit einem Widerstand 
eine Strombegrenzung realisieren zu können, zumal aus dem Aushang gar 
keine 3.3V mehr rauskommen werden bei 10mA Belastung.

Dann sind Optokoppler nutzlos, wenn Masse sowieso verbunden ist.

Dann können die Optokoppler den MOSFET zwar einschalten, aber wer 
schaltet sie wieder aus ?

Dann schaltest du 12V auf das Gate, das nur 12V aushält, etwas knapp 
oder? (ja, Sourcefolger und 0.4 V am durcjgeschalteten Phototransistor, 
trotzdem).

Dann schaltest du mit einem NMOSFET plus mit Gate an 12V, da kommen 
höchstens 10.5V raus mit 1.5V Verlust was bei (Heizstab, vielleicht 3A?) 
zu 4.5W Hitze im MOSFET und dessen spontaner Verdampfung führt.

Es ist so viel falsch, dass man sich fragt, wie du dir 
Elektronikentwicklung vorstellst, wenn du nicht erstmal nachguckst wie 
andere das machen und verstehen lernst warum sie das machen bevor du 
meinst, es nesser zu können.

[Falk B. (falk)]

Tobias Ö. schrieb:
> Bin um jede Anregung dankbar.

Das geht so nicht. ;-)
15 Ohm Vorwiderstand für LED und Optokoppler sind Unsinn, da kommt kein 
definierter Strom bei raus.
Bei 3,3V Steuerspannung kann man keinen Optokoppler + LED in Reihe 
schalten, zu wenig Spannung.

Du brauchst P-Kanal MOSFETs mit Source an +12V und Drain an den Ausgang.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten?

[Rainer W. (rawi)]

Falk B. schrieb:
> Du brauchst P-Kanal MOSFETs mit Source an +12V und Drain an den Ausgang.

Infineon mit seinen N-Kanal MOSFETs in vielen Smart High-Side Switches 
(z.B. BTS50025) hat einfach keine Ahnung - oder was wolltest du sagen?

[Falk B. (falk)]

Rainer W. schrieb:
>> Du brauchst P-Kanal MOSFETs mit Source an +12V und Drain an den Ausgang.
>
> Infineon mit seinen N-Kanal MOSFETs in vielen Smart High-Side Switches
> (z.B. BTS50025) hat einfach keine Ahnung - oder was wolltest du sagen?

Deine Fähigkeit zum sinnerfassenden Lesen ist ausbaufähig.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Tobias Ö. schrieb:
> bitte seit gnädig mit mir ist meine erste wirkliche Schaltung

Aua.

Schaltplan richtig zeichnen

insbesondere:

> Schaltpläne enthalten Verbindungsleitungen (Signale) und nicht eine
> Ansammlungen von Netznamen.

[Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)]

Tobias Ö. schrieb:
> ob das so funktioniert
Aus vielen Gründen nicht.
Einer davon ist, das der N-Fet mit der Spannung aufgesteuert wird die er 
schalten soll.
Am Source kann die Spannung aber nur so groß werden das über Ugs noch 
genug Spannung anliegt damit er aufsteuern kann.
Das ist also so kein Schalter mehr, sondern eher ein Linearregler, der 
von den 12V seine Ugsth abzieht.

Schau Dir mal Figure 3 mit P-Fet an.
https://www.vishay.com/docs/70611/70611.pdf

Warum schaltest Du das Relais mit einem Highside Switch?
Einfach an 12V hängen und mit NPN Lowside schalten.

Der ESP macht nur 3V3 an den Ausgängen.
Das wäre für den OK schon eng geworden aber mit der LED ist dann völlig 
vorbei.

Du solltest sowas auf Lochraster, Steckbrett oder in der Simulation 
aufbauen.
Es fehlt Dir noch an sehr viel Erfahrung und da macht es keinen Sinn 
endlos Zeit und Geld in PCB Fertigung zu stecken ohne Chance das die 
funktionieren.

[Tobias Ö. (t0bias)]

Sorry für die später Rückmeldung.
Ich werd dann wohl nochmal einiges überdenken müssen.
Danke für die Hinweise.
Ich überarbeite dann mal meine Schaltung.

Grüße