Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RPi pico PWM Ansteuerung 24V


von DC (dc001)


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Hallo zusammen,

Ich versuche gerade eine Leistungselektronik per PWM anzusteuern 
(ohmsche Last). Nachdem ich mich ein wenig eingelesen habe, komme ich 
auf die Schaltung im Screenshot. Sieht irgendwie fast zu einfach aus, 
aber bevor ich das zusammen baue die Frage an die Experten: funktioniert 
das ? Habe ich was übersehen ?

Links zu den Datasheets:

MOSFET-Treiber: https://www.mouser.de/datasheet/2/240/media-3320896.pdf

MOSFET: 
http://www.tmc.com.tw/data/upload/portal/20240316/TMC%20%20TM60N04D.pdf

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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DC schrieb:

> Sieht irgendwie fast zu einfach aus,
> aber bevor ich das zusammen baue die Frage an die Experten: funktioniert
> das ?

Nein.

> Habe ich was übersehen ?

Ja. U1 benötigt natürlich eine positive Versorgungsspannung. Sonst macht 
der im besten Fall garnix oder er geht sogar kaputt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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DC schrieb:
> Sieht irgendwie fast zu einfach aus,

Weil du die wichtigsten Sachen weggelassen hast. Wo kommt die Speisung 
für den Treiber her und in welcher Höhe? Ausserdem kann es sein, das du 
bei PWM den Treiber überlastest, wenn du keinen Gatevorwiderstand 
vorsiehst.

Das ist ein Rechenspielchen zwischen maximalem Gatestrom des Treibers, 
dem RC Tiefpass von Gatekapazität und Gatewiderstand und der Frequenz 
der PWM. Ohne diese Daten sieht das alles sehr einfach aus :-P

: Bearbeitet durch User
von DC (dc001)


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Danke für den Hinweis mit der Versorgungsspannung.
Die liegt natürlich auch auf 24V.

von Rainer W. (rawi)


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DC schrieb:
> Habe ich was übersehen ?

Ja, die Angaben zum zu schaltenden Strom und zur PWM-Frequenz.

von Gerd E. (robberknight)


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DC schrieb:
> Die liegt natürlich auch auf 24V.

Falsch. Der Mosfet erlaubt max. +- 20 V ggü. Source.

Bei 10V ist Dein FET für einen niedrigeren Widerstand spezifiziert. Die 
10V am Gate müssen aber erst erreicht werden, was Zeit kostet und damit 
Deine PWM verlangsamt.

Bei 4.5V oder 5V hat er einen etwas höheren Widerstand, dafür wird 
dieser Pegel aber natürlich auch vom Treiber schneller erreicht.

Wie Matthias schon schrieb ist das ein Rechenexempel und ein Justieren 
der verschiedenen Größen.

von DC (dc001)


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Max 2A, PWM Frequenz kann ich selbst bestimmen.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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DC schrieb:
> Max 2A, PWM Frequenz kann ich selbst bestimmen.

Dann mach' das doch einfach erst mal!

Hat nämlich u.U. Konsequenzen für die benötigte Hardwarebeschaltung. 
Falls dir das nicht klar ist...

von Klaus R. (klara)


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Gerd E. schrieb:
> DC schrieb:
>> Die liegt natürlich auch auf 24V.
>
> Falsch. Der Mosfet erlaubt max. +- 20 V ggü. Source.
>

Es war schon schwierig ein Datenblatt für diesen MOSFET zu finden. Erst 
bei JLCPCB bin ich fündig geworden, dachte ich. Aber es war doch nur der 
Typ TMG020N10AD.

https://jlcpcb.com/partdetail/TritechMOS-TMG020N10AD/C19189176

Wie kann man so etwas ohne Datenblatt verbauen wollen?

Aber mal zu Gerd. Wenn der MOSFET eine Gate-Source Voltage von +/- 20 V 
verträgt, warum sollte er in der Schaltung des TO dies nicht vertragen?
mfg Klaus

von Gerd E. (robberknight)


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Klaus R. schrieb:
> Es war schon schwierig ein Datenblatt für diesen MOSFET zu finden.

Das Datenblatt hatte der TO im ersten Post verlinkt.

> Aber mal zu Gerd. Wenn der MOSFET eine Gate-Source Voltage von +/- 20 V
> verträgt, warum sollte er in der Schaltung des TO dies nicht vertragen?

Wenn Du die Versorgung des Gate-Treibers auf 24V legst, gibt der 
Gate-Treiber auch wieder 24V (minus nen paar Millivolt) aus. Und 24V 
sind eben zu viel am Gate wenn der FET dort nur 20V erlaubt.

von DC (dc001)


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Vgss Problem verstanden.

Also ist die Lösung eine niedrigere Versorgungsspannung für den Treiber.
Mit 5V könnte ich den RPi pico ansteuern, würde doppelt Sinn machen.
Irgend eine Empfehlung, wie ich von 24V auf 5V komme ?

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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DC schrieb:
> Vgss Problem verstanden.
>
> Also ist die Lösung eine niedrigere Versorgungsspannung für den Treiber.
> Mit 5V könnte ich den RPi pico ansteuern, würde doppelt Sinn machen.
> Irgend eine Empfehlung, wie ich von 24V auf 5V komme ?

Das wäre kompletter Schwachsinn, zumindest bis du dich für eine konkrete 
PWM-Frequenz entschieden hast. Wenn die gering genug ist, kannst du 
nämlich den U1 komplett sparen und brauchst bloß noch einen FET.

Es fängt also damit an, dass du dich auf irgendwas festlegen musst. Das 
fällt Trollen natürlich schwer. Dann damit ist der Troll-Thread sofort 
beendet...

von DC (dc001)


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Es werden relativ träge Heizflächen angesteuert. 1kHz ist vmtl schon zu 
hoch. Ich werde das an einem Muster, bei dem die Steuerung Mist (im 
Sinne von Funktionalität) ist, der Rest der HW aber gut, mal abgreifen. 
Dort habe ich auch den MOSFET her.

von Gerd E. (robberknight)


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DC schrieb:
> Also ist die Lösung eine niedrigere Versorgungsspannung für den Treiber.
> Mit 5V könnte ich den RPi pico ansteuern, würde doppelt Sinn machen.
> Irgend eine Empfehlung, wie ich von 24V auf 5V komme ?

Spannungsregler. Bei der hohen Differenz bietet sich ein Schaltregler 
an. Bedenke bei der Auswahl dass der Mosfet-Treiber kurzzeitig 1,5A pro 
Kanal ausgeben kann, die also auch geliefert bekommen muss. Zum einen 
also mit genug & guten Kondensatoren puffern, z.B. Kombination aus 
Keramik und Polymer.

Zum anderen muss der Spannungsregler den Strom aber schon auch abkönnen. 
Die Frage ist hier nur wie viel. Mit PWM-Frequenz, Total Gate Charge und 
Gate-Widerstand könnte man das berechnen, dafür müsste man sich da aber 
auf konkrete Werte festlegen. Oder halt einfach überdimensionieren.

Wieviel Anhnung hast Du von Schaltreglern, traust Du Dir da ein Layout 
zu? Sonst nimm was fertig integriertes, z.B. RBT20W24S05 oder 
RPMB5.0-3.0.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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DC schrieb:

> Es werden relativ träge Heizflächen angesteuert. 1kHz ist vmtl schon zu
> hoch.

Definitiv. Da würden einige 10Hz mehr als locker reichen.

Damit ist U1 komplett überflüssig und als FETs brauchst du welche, die 
mit 3,3V LL 2A schalten können. Da gibt es viele.

von Nemopuk (nemopuk)


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Meine alte Weller Lötstation taktete ihr PWM Signal mit ungefähr 5 Hz. 
Man konnte das gut an der Status-LED sehen. Mikrowellen-Geräte in der 
Küche takten mit weniger als 1 Hz.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Ob S. schrieb:

> Damit ist U1 komplett überflüssig und als FETs brauchst du welche, die
> mit 3,3V LL 2A schalten können. Da gibt es viele.

Ach so: natürlich sind aus diesen "vielen" wiederum nur die geeignet, 
die Vds >24V abkönnen. Aber selbst mit dieser Einschränkung bleiben 
immer noch viele über. Das ist einfach Wald-und-Wiesen-Kram ohne jeden 
besonderen Anspruch.

von Rainer W. (rawi)


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DC schrieb:
> Es werden relativ träge Heizflächen angesteuert. 1kHz ist vmtl schon zu
> hoch.

100 Hz wären ziemlich sicher auch noch mehr als hoch genug. Das würde 
deine Schaltverluste gegenüber 1kHz um einen Faktor 10 verringern.
Warum brauchst du überhaupt den Treiber?
Je nach dem, was "träge" in Zahlen heißt, reichen wahrscheinlich sogar 
10Hz aus. Die Temperaturwelligkeit kannst du aus Heizleistung, Frequenz 
und Wärmekapazität ausrechnen.

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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DC schrieb:
> MOSFET:
> http://www.tmc.com.tw/data/upload/portal/20240316/TMC%20%20TM60N04D.pdf

Bitdefender warnt.

Eine verdächtige Seite wurde zu Ihrem Schutz blockiert
https://www.tmc.com.tw/data/upload/portal/20240316/TMC%20%20TM60N04D.pdf

Ihre Verbindung mit dieser Webseite ist aufgrund eines nicht 
vertrauenswürdigen Sicherheitszertifikats nicht sicher.
Phishing-Seiten verwenden häufig gefälschte Zertifikate, die diese 
Warnmeldung auslösen. Ziel ist es, Zugriff auf Ihre sensiblen Daten zu 
erlangen.

mfg Klaus

von Klaus R. (klara)


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Gerd E. schrieb:
> Wenn Du die Versorgung des Gate-Treibers auf 24V legst, gibt der
> Gate-Treiber auch wieder 24V (minus nen paar Millivolt) aus. Und 24V
> sind eben zu viel am Gate wenn der FET dort nur 20V erlaubt.

Jau, das hast Du recht. Den Treiber hatte ich mir nicht angeschaut. Aber 
der Mosfet ist bestimmt schon mit der Hälfte der Spannung genügend 
geöffnet.
mfg Klaus

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ganz ohne Treiberbaustein und für niedrige PWM geht auch die Nummer mit 
dem P-Kanal MOSFet. Mit ein paar einfachen Bauteilen ist man dabei. Die 
Z-Diode dimensioniert man z.B. auf 10 oder 12V.

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Matthias S. schrieb:
> Ganz ohne Treiberbaustein und für niedrige PWM geht auch die Nummer mit
> dem P-Kanal MOSFet. Mit ein paar einfachen Bauteilen ist man dabei. Die
> Z-Diode dimensioniert man z.B. auf 10 oder 12V.

Naja, der P-FET macht es wieder komplizierter.

Warum nicht ein simpler N-FET der direkt mit den 3.3V vom 
Mikrocontroller am Gate klar kommt? Also z.B. AO3400A.

Hätte der TO gleich gesagt dass es um 10 - 100 Hz PWM bei 2A geht hätte 
man sich den Aufwand sparen können.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Gerd E. schrieb:
> Naja, der P-FET macht es wieder komplizierter.

Eigenartig, warum das viele immer wieder denken. Da ist nichts 
kompliziertes bei.

von Manfred P. (pruckelfred)


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DC schrieb:
> Es werden relativ träge Heizflächen angesteuert. 1kHz ist vmtl schon zu
> hoch.

Mindestens Faktor Eintausend, eher sogar 10.000 zu hoch. Bei 1kHz wäre 
aber nett, dass man hören kann, wie geheizt wird.

Nemopuk schrieb:
> Mikrowellen-Geräte in der
> Küche takten mit weniger als 1 Hz.

Meine mit mechanischer Uhr hat 30 Sekunden, also bei halber Leistung 15s 
Ein / 15s Aus. Schaut man sich Kochplatten an, Glaskochfeld, werden auch 
diese mit mehreren Sekunden Pause getaktet.

Klaus R. schrieb:
>> Und 24V
>> sind eben zu viel am Gate wenn der FET dort nur 20V erlaubt.
>
> Jau, das hast Du recht. Den Treiber hatte ich mir nicht angeschaut. Aber
> der Mosfet ist bestimmt schon mit der Hälfte der Spannung genügend
> geöffnet.

Dessen Datenblatt sagt max. 9 mOhm @ 10 Volt. Da bietet sich wohl an, 
den Treiber über einen 7812 samt Elko zu versorgen.

Da das Gebilde langsam sein darf / soll, ist der spezielle Treiber eh 
Luxus und man sollte schauen, LL-FETs direkt vom µC zu steuern.

Matthias S. schrieb:
>> Naja, der P-FET macht es wieder komplizierter.
> Eigenartig, warum das viele immer wieder denken. Da ist nichts
> kompliziertes bei.

Es sind zusätzliche Bauteile (samt der überflüssigen Z-Diode) und einen 
P-FET mit niedrigem RDS(on) findet sich auch nicht an jeder Straßenecke.

Die Idee ging mir auch durch den Kopf, aber ich habe sie aus diesem 
Grund nicht geschrieben!

von DC (dc001)


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Es wird gerade viel spekuliert hier…

Die Platine oben ist die Original-Steuerung.

Der 3er Anschluss oben ist 24V (Mitte nicht belegt)
Darunter der 2er ist die anzusteuernde Heizung.
Rechts der 2er ist ein Sensor, dessen Funktion ich noch nicht 
herausgefunden habe. Es ist vmtl ein Überhitzungsschutz oder ein 
Wärmesensor (Widerstand).
Unten der 2er ist der Lüfter.
Die Kontaktreihe rechts geht auf eine 7-Segment Anzeige mit 4 Stellen 
und ein paar Symbolen.

Leider sind einige Beschriftungen entfernt worden.

Diese Steuerung möchte ich ersetzen durch einen intelligenten 
Controller, der sich über eine HomeAssistant Zentrale steuern lässt 
(MQTT oder HTML).

Zum Heizbett habe ich keine technischen Daten und es gibt keine 
Aufdrucke um das Produkt identifizieren zu können.

Ich versuche morgen, das mit einem Oszi aufzudröseln.

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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DC schrieb:
> Diese Steuerung möchte ich ersetzen

Siehst du: Da werden die MOSFET Q2 und Q3 auch einfach direkt vom 
Mikrocontroller U3 angesteuert.

von DC (dc001)


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Wie versprochen habe ich heute die Schaltung mal versucht, etwas 
auseinander zu nehmen:

PWM läuft mit 10 Hz
MOSFET wird direkt mit 3,3V vom Controller angesteuert.

Die Schaltung schaut so aus wie im Anhang. Nice.

Bleiben jetzt noch 2 Fragen übrig:
- eine Empfehlung für eine vergleichbare Ansteuerung eines Lüfters (24V, 
100mA)
- Eure Meinung zur Struktur für 4 Geräte
  Variante 1: zentrale Platine, die alles steuert incl. 
Leistungselektronik
  Variante 2: zentrale Steuerplatine, 4x dezentrale Leistungselektronik

Hintergrund:
Es sollen 4 Systeme angesteuert werden.
Jedes System hat ein Heizbett, einen Lüfter und Sensoren via Qwiic 
angesteuert.
Variante 1 wäre, alles auf eine Platine zu packen und für jedes Gerät 
die endständige Verkabelung direkt anschließen.
Variante 2 wäre für jedes Gerät eine 24V Versorgungsleitung und die 3,3V 
Signale über ein separates Kabel (vmtl. zweckentfremdetes Ethernet-Kabel 
wg. Abschirmung) und eine Leistungsplatine in jedem der 4 Geräte mit den 
MOSFETs.

von Nemopuk (nemopuk)


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Der MOSFET ist dafür ungeeignet, da erst ab 4,5V Steuerspannung 
spezifiziert. Nimm  IRLML6344.

R1 und R3 sind zu hochohmig. Verringere sie auf 47 Ohm.

Wie man den Lüfter am besten Steuert, hängt stark vom konkreten Lüfter 
ab.

Die Frage nach zentraler oder verteilter Steuerung musst du selbst 
entscheiden. Beides kann funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Mi N. (msx)


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Gerd E. schrieb:
> Warum nicht ein simpler N-FET der direkt mit den 3.3V vom
> Mikrocontroller am Gate klar kommt? Also z.B. AO3400A.

Hätte ich ja auch gesagt.

DC schrieb:
> Zum Heizbett

Extern über Kabel angeschlossen? Dann fehlt ein Schutz vor Kurzschluß.

von DC (dc001)


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Ich hab meine Gedanken jetzt mal zusammen gefasst in den angehängten 
Schaltplan.
Die Widerstände beim Lüfter muss ich mir noch anschauen, und auf der 
Original-Platine scheinen sie noch einen Filter beim Lüfter zu verwenden 
(Diode + Kondensator), um beim Abschalten keine Störungen zu bekommen.

Der Gedanke beim Ethernet-Kabel ist, jeweils ein Signal und einen 
Bezugs-Pol (GND oder +5V) in einem verdrillten und abgeschirmten 
Adern-Paar zu haben, um den Einfluss auf das Signal so gering wie 
möglich zu bekommen.

Noch ein Hinweis: der RPi pico ist etwas anders beschaltet und beim 
Sensor verwende ich Qwicc - da ist der 4. Kontakt nicht Vss sondern GND.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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DC schrieb:
> Ich hab meine Gedanken jetzt mal zusammen

Nein, dein RP2040 schaltet keinen 
http://www.tmc.com.tw/data/upload/portal/20240316/TMC%20%20TM60N04D.pdf 
direkt (über einen 11:10 Spannungsteiler), da war der TC4427 
Gate-Treiber schon schlauer, braucht halt 12V.

Und wenn man einen Motor (Fan) schaltet sollte man eine Freilaufdiode 
einplanen

Und Versogungsspannung ganz ohne Abblockkondensatoren ist auch nicht der 
Hit.

von Nemopuk (nemopuk)


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Du hast das wohl übersehen:

Nemopuk schrieb:
> Der MOSFET ist dafür ungeeignet, da erst ab 4,5V Steuerspannung
> spezifiziert. Nimm  IRLML6344.

> R1 und R3 sind zu hochohmig. Verringere sie auf 47 Ohm.

von Gerd E. (robberknight)


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DC schrieb:
> Noch ein Hinweis: der RPi pico ist etwas anders beschaltet und beim
> Sensor verwende ich Qwicc - da ist der 4. Kontakt nicht Vss sondern GND.

Dann verwende doch ein Schaltplan-Symbol vom RPi Pico oder dem von Dir 
verwendeten Derivat - Du hast hier das Symbol von einem nackten RP2040 
verwendet. Das macht bei der Pin-Nummerierung einen wichtigen 
Unterschied und das falsche Symbol führt nur zu Fehlern & Frust.

Dein SHT4x-Sensor braucht noch Pullups am I2C und 
Entkopplungskondensatoren an der Versorgung.

von DC (dc001)


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Gerd E. schrieb:

> Dann verwende doch ein Schaltplan-Symbol vom RPi Pico oder dem von Dir
> verwendeten Derivat - Du hast hier das Symbol von einem nackten RP2040
> verwendet.

Das ist richtig. KiCad hat leider nur den nackten Pico.

> Dein SHT4x-Sensor braucht noch Pullups am I2C und
> Entkopplungskondensatoren an der Versorgung.

Das hat das Qwicc Modul alles schon dabei. Das braucht nur die 4 Adern.

von DC (dc001)


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Nemopuk schrieb:
> Du hast das wohl übersehen:
> Nemopuk schrieb:
>> Der MOSFET ist dafür ungeeignet, da erst ab 4,5V Steuerspannung
>> spezifiziert. Nimm  IRLML6344.
>
>> R1 und R3 sind zu hochohmig. Verringere sie auf 47 Ohm.

Habe ich nicht übersehen. Wenn dem so wäre, könnte die existierende 
Platine nicht funktionieren.

Die Werte habe ich dort abgegriffen. Das Datenblatt vom MOSFET sagt Vgs 
= 1,0 - 2,0 V. Woher er die 4,5V hat kann ich nicht nachvollziehen.

von Nemopuk (nemopuk)


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DC schrieb:
> Das Datenblatt vom MOSFET sagt Vgs = 1,0 - 2,0 V.

Vgsth ist die Spannung, ab welcher der  Transistor gerade zu leiten 
beginnt. Je höher die Spannung, umso mehr Laststrom kann fließen.

Du hast vielleicht Glück, das die Schwellenspannung bei deinem 
Transistor niedrig ist, so daß die 3,3V genügen. Beim nächsten 
Transistor kann das schon anders sein.

> Woher er die 4,5V hat
> kann ich nicht nachvollziehen.

Die 4,5V stehen im Datenblatt als Bedingung für den Rdson. Man verwendet 
den Wert auch als Empfehlung, wie hoch die Steuerspannung mindestens 
sein soll, damit er den vollen Laststrom sicher durch schaltet.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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DC schrieb:
> Habe ich nicht übersehen. Wenn dem so wäre, könnte die existierende Platine 
nicht funktionieren.

Ich bin bei rot über die Ampel gegangen und wurde nicht umgefahren. Das 
mach ich jetzt immer.

> Die Werte habe ich dort abgegriffen. Das Datenblatt vom MOSFET sagt Vgs
> = 1,0 - 2,0 V. Woher er die 4,5V hat kann ich nicht nachvollziehen.

Oh Mann, noch so einer ohne Halbleiterkenntnisse.

Dein UGS(th) ist die Spannung, unterhalb derer der MOSFET sicher 
AUSGESCHALTET ist.

Bei 2V kann er also schon Sperren.

Danach kommt erst mal die lineare Region in der er sich wie ein 
steuerbarer Widerstand verhält, locker bis zum doppelten der UGS(th) 
also bis 4V bei 'für dich schlechten' Exemplaren.

Und erst darüber ist er durchgeschaltet, daher findest du ein RDS(on) 
erst mit 4.5V und 10V.

on wie eingeschaltet, hai capito ?

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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DC schrieb:
>> Dann verwende doch ein Schaltplan-Symbol vom RPi Pico oder dem von Dir
>> verwendeten Derivat - Du hast hier das Symbol von einem nackten RP2040
>> verwendet.
>
> Das ist richtig. KiCad hat leider nur den nackten Pico.

???

RP2040 ist der IC, Raspi Pico ist die Platine mit dem IC und der 
Peripherie außenrum drauf.

Wenn Du also eine Platine inkl. Peripherie verwenden willst, dann tu Dir 
den Gefallen die auch im Schaltplan zu verwenden - sonst passen die 
Pin-Nummern nicht.

Hier gibt es z.B. eine fertige Library mit Schaltplansymbol und 
Footprint für den Raspi Pico (=Platine):
https://github.com/ncarandini/KiCad-RP-Pico

von DC (dc001)


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Michael B. schrieb:
>
> Ich bin bei rot über die Ampel gegangen und wurde nicht umgefahren. Das
> mach ich jetzt immer.

> Oh Mann, noch so einer ohne Halbleiterkenntnisse.

> on wie eingeschaltet, hai capito ?

Danke für die Beleidigung

von DC (dc001)


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Gerd E. schrieb:

> Hier gibt es z.B. eine fertige Library mit Schaltplansymbol und
> Footprint für den Raspi Pico (=Platine):
> https://github.com/ncarandini/KiCad-RP-Pico

Danke für den Link.

Ich pendel ein wenig zwischen KiCad und EasyEDA, und den Bereich rund um 
den Pico habe ich ausgeblendet, weil ich dort weiß, was ich tun muss. 
Die Leistungselektronik ist der Bereich, wo ich mich (wie schon am 
Anfang gesagt) nicht auskenne.

Die bisherige Diskussion war zwar hilfreich, aber leider nicht wirklich 
zielführend. Was ich als Anfänger in diesem Bereich bräuchte, ist 
entweder eine fertige Schaltung, die aus Erfahrung anderer sicher 
funktioniert - inclusive einem kurzen Leitfaden durch die Schaltung 
(gibt es sicherlich irgendwo, aber Tante Google liefert nur kommerzielle 
Produkte oder ich stelle die falsche Frage) oder einen Beginners Guide 
zu genau diesem Thema (auch hier - die verfügbare Literatur erschlägt 
mit 5xx Seiten KnowHow - was ich brauche ist etwas gezieltes  und vor 
allem: wie finde ich effizient die richtigen Transistoren / MOSFETs, um 
diese Schaltung umzusetzen).

Was mich daran wundert - es ist ein Standard-Problem: 3,3V digitales 
Signal auf 24V oder 12V Leistungsteil bei XY A. So etwas sollte aus 
einer Standard-Bibliothek purzeln und nicht immer wieder als Rad neu 
erfunden werden.

von Mi N. (msx)


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DC schrieb:
> Was mich daran wundert - es ist ein Standard-Problem: 3,3V digitales
> Signal auf 24V oder 12V Leistungsteil bei XY A. So etwas sollte aus
> einer Standard-Bibliothek purzeln und nicht immer wieder als Rad neu
> erfunden werden.

Doch nicht für solchen Kinderkram.
Der AO3400 wurde erwähnt und wäre ausreichend. Du kannst eine Schaltung 
freifliegend zusammenlöten und das testen.
Falls ein Kurzschluß möglich ist, würde ich bei einem Einzelstück einen 
fertigen Treiber wie beispielsweise BTS462 
verwenden:https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/mosfet_n-ch_40v_3_5a_0_1r_41_6w_to-252-5-115934
Damit ist das Problem abgehakt, auch wenn dieses IC mehr als 1 Cent 
kostet.

Dies "ist ... eine fertige Schaltung, die aus Erfahrung ... sicher
funktioniert - inclusive einem kurzen Leitfaden durch die Schaltung": 
siehe Datenblatt.

von Rainer W. (rawi)


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DC schrieb:
> Habe ich nicht übersehen. Wenn dem so wäre, könnte die existierende
> Platine nicht funktionieren.

Unsinn, guckt dir das Datenblatt an. Bei richtiger Ansteuerung mit 
V_GS=10V kann der 60A schalten und hat dann einen R_DS(on) von 7.7mΩ.
Bei nur 3.3V Ansteuerung sieht es dagegen ganz erbärmlich aus. Der 
R_DS(on) wird dann so hoch, dass schon bei kleinen Strömen V_DS kräftig 
ansteigt und für deine Last nicht mehr vernünftig Spannung zur Verfügung 
steht. Und wehe, wenn der RPi Pico am GPIO nur 3V liefert. Die gezeigten 
Kurven sind typische Daten, die je nach Exemplar auch noch deutlich 
streuen können. Aber solange du ihn nicht kräftig belastest und Glück 
mit dem Exemplar hast, wird es irgendwie funktionieren - mit 
vernünftigem Schaltungsdesign hat das nichts zu tun.

von DC (dc001)


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Danke, nur finde ich auch beim BTS462 ein richtiges Durchschalten erst 
bei 5V (Datenblatt S. 6 unten und Grafik S.12 oben rechts).

Der AO3400A schaltet tatsächlich deutlich früher durch, beginnt aber 
schon bei 0,65V durchzuleiten. Würdest Du ihn direkt schalten oder noch 
mit Widerständen absichern (Gate, Drain) ?

von DC (dc001)


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Rainer W. schrieb:
> DC schrieb:
>> Habe ich nicht übersehen. Wenn dem so wäre, könnte die existierende
>> Platine nicht funktionieren.
>
> Unsinn, guckt dir das Datenblatt an.

Bitte, ich brauche keine Beleidigungen.

Und was auch immer im Datenblatt steht, ich habe es gemessen. Bei 3 
Geräten, das selbe Ergebnis. 3,3V am Gate, rund 300 Ohm zwischen Drain 
und Source. Also Realität.

von Rainer W. (rawi)


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DC schrieb:
> Danke, nur finde ich auch beim BTS462 ein richtiges Durchschalten erst
> bei 5V (Datenblatt S. 6 unten und Grafik S.12 oben rechts).

???
Input turn-on threshold voltage ist mit max. 2V garantiert.

DC schrieb:
> Der AO3400A schaltet tatsächlich deutlich früher durch, beginnt aber
> schon bei 0,65V durchzuleiten.

Lerne ganz dringend, Datenblätter zu lesen.
Die 0.65V sind die minimale V_GC(th), d.h. es ist garantiert, dass 
unterhalb von 0.65V nie ein Strom von mehr als 250µA fließt. Für das 
Schalten einer Last interessiert dieser Wert überhaupt nicht. Mit 250µA 
kannst du nicht sinnvoll irgendetwas schalten.

von Mi N. (msx)


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DC schrieb:
> Danke, nur finde ich auch beim BTS462 ein richtiges Durchschalten erst
> bei 5V (Datenblatt S. 6 unten und Grafik S.12 oben rechts).

Achte auf die Überschrift und nicht auf die Unterschrift ;-)

von Obelix X. (obelix)


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DC schrieb:
> Es wird gerade viel spekuliert hier…

Warum wohl? Weil nicht sofort alle Infos auf den Tisch gelegt werden.

Mit dem Spannungsteiler am Gate reduzierst du Spannung am Gate unnötig. 
3,3V kommen da nicht mehr an.

von DC (dc001)


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Obelix X. schrieb:
> DC schrieb:
>> Es wird gerade viel spekuliert hier…
>
> Warum wohl? Weil nicht sofort alle Infos auf den Tisch gelegt werden.
>
> Mit dem Spannungsteiler am Gate reduzierst du Spannung am Gate unnötig.
> 3,3V kommen da nicht mehr an.

Ganz einfach:
3.3V sollen via PWM 24V mit xx A ansteuern. Und dass ich von 
Leistungselektronik keine Ahnung habe. War bereits im ersten Beitrag 
erwähnt. Es ist ein Heizelement, zu dem ich keine Daten habe. 10 Hz habe 
ich abgegriffen. Steht auch ziemlich weit oben.

Alles andere ist unwichtig.

Die meisten Beiträge hier gehen darum, wie doof ich bin, dass ich keine 
Ahnung habe und Fragen stelle wie ein Idiot.

So. Ein letztes mal: wer keine konstruktiven Beiträge leistet und nur 
herum pöbelt sollte sich aus diesem Thread ausklinken und den Mund 
halten. Verschwendet nur Zeit.

von Obelix X. (obelix)


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DC schrieb:
> Alles andere ist unwichtig.

Was du für unwichtig hältst, hätte den anderen geholfen dir zu helfen, 
z.B. die Fotos aus deinem Beitrag mit dem Satz "Es wird gerade viel 
spekuliert hier…". Sind alle Informationen da muss nicht spekuliert 
werden.

DC schrieb:
> Und dass ich von Leistungselektronik keine Ahnung habe.

Das ist nicht schlimm, dazu ist das Forum da.

Mein konstruktiver Beitrag :

DC schrieb:
> So. Ein letztes mal: wer keine konstruktiven Beiträge leistet und nur
> herum pöbelt sollte sich aus diesem Thread ausklinken und den Mund
> halten. Verschwendet nur Zeit.

Obelix X. schrieb:
> Mit dem Spannungsteiler am Gate reduzierst du Spannung am Gate unnötig.
> 3,3V kommen da nicht mehr an.

Schließe den Pulldown nicht am Gate an sondern direkt am GPIO also vor 
dem Vorwiderstand, dann hast du keinen Spannungsteiler mehr.

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