Hallo zusammen, anbei eine Schaltung zweier PMOS (mit V_DS ≤ –40 V und V_GS ≤ ±20 V) in "back-to-back"-Konfiguration um eine Stromfluss in Gegenrichtung zu verhindern. Zudem ein NMOS zur Schaltung der beiden PMOS-Gates. Da V_GS ≤ ±20 V der beiden PMOS und die zu schaltende Spannung 30 V beträgt, habe ich eine Zener-Diode eingefügt, bin mir aber nicht ganz sicher, ob die Konfiguration/Platzierung korrekt ist. Über einen Tipp eurerseits wäre ich daher sehr dankbar! Viele Grüße Andreas
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Zunächst vielen Dank für deine super-schnelle Antwort, hhinz! Hättest du einen Verschlag wie ich die Ansteuerung abändern sollte? Bin Informatiker, daher eher auf der software-seite zu Hause. Sorry daher schon mal, wenn ich irgendeinen Anfängerfehler gemacht habe. ;-) Würde mich auf jeden Fall über Tipps freuen, danke! Andreas
Ich würde mit dem Nominalwert der Zener-Diode runtergehen. Das ist kein harter Wert bei dem die schlagartig umschaltet, sondern ein Bereich über mehrere Volt bei dem der Strom langsam ansteigt. Starke Temperaturabhängigkeit hast Du auch noch. Von daher ist es nicht unwahrscheinlich dass Du damit mehr als 20V am Gate bekommst. Und das mögen FETs gar nicht. Auf der anderen Seite gewinnst Du über 10V am Gate nicht mehr nennenswert geringeres Rds_on oder Stromtragfähigkeit. Nimm daher irgendwas zwischen 12V und 15V als Zener-Nominalwert.
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Hallo Gerd, alles klar, vielen Dank für den Tipp - dann nehme ich eine 15 V Zener-Diode! Die wichtigere Frage jedoch: hhinz meint, dass die Ansteuerung grundlegend falsch wäre, siehst du das auch so? Wie sollte ich diese abändern? Viele Grüße und danke euch Andreas
Je nachdem, was du schalten willst, wird es trotzdem funktionieren oder du solltest die FETs steckbar machen ;) So wie jetzt schalten die FETs ziemlich langsam aus, 47k und 4nF sind schon langsam, aber mit 15V am Gate dauert es noch dreimal länger als nötig. Manchmal stört auch der Unterschied zwischen Einschalt- und Ausschalt-Verzögerung. Aber vielleicht willst du eine Induktivität langsam abschalten um die Diode zu sparen?
Hallo bauformb, danke für dein Feedback! Grundsätzlich wird nur sehr selten geschaltet werden und dann für lange Zeit angeschaltet bleiben: Daher wäre die Idee den Verlust im eingeschalteten Zustand möglichst gering zu halten. Die Geschwindigkeit des Schaltvorgangs ist nicht super kritisch. Geschaltet wird dabei eine Last von um die 1-2 A, wobei beim Einschalten die Last kurzzeitig (kapazitiv) etwas höher liegen kann. Siehst du da dann irgendwelche Probleme bzw. würdest du etwas an der Schaltung ändern? Viele Grüße und danke euch Andreas
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Andreas B. schrieb: > alles klar, vielen Dank für den Tipp - dann nehme ich eine 15 V > Zener-Diode! Warum eine mit derart hoher Spannung? Wenn du sowieso keine 45 A steuern möchtest, sind 10V doch dicke ausreichend? Andreas B. schrieb: > Geschaltet wird dabei eine Last von um die 1-2 A, wobei beim Einschalten > die Last kurzzeitig (kapazitiv) etwas höher liegen kann. Was bedeuten "kurzzeitig" und "etwas" in Zahlen? Brauchst du deshalb einen so dicken MOSFET?
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Die Ansteuerung ist Murks, weil sie zu stark von der zu schaltenden Spannung abhängt.
Hallo hhinz, H. H. schrieb: > Die Ansteuerung ist Murks, weil sie zu stark von der zu schaltenden > Spannung abhängt. Danke für dein Feedback, aber es würde mir halt deutlich mehr helfen, wenn du nicht nur einfach schreiben würdest "ist Murks", sondern mir netterweise auch einen Tipp geben könntest, wie ich die Ansteuerung nach deiner Meinung verbessern könnte. Hättest du einen konkreten Vorschlag für mich? Viele Grüße und danke für deine Mühe Andreas
Hallo hhinz, H. H. schrieb: > APV2121, z.B. Du sprichst von diesem PhotoMOS von Panasonic? https://www.mouser.com/catalog/specsheets/Panasonic_08-18-2025_APV_Series.pdf Was genau soll ich damit bzgl. der Ansteuerung machen? Anstatt der anderen PMOS' kann ich's ja kaum verwenden, da es für max. 1 A ausgelegt ist. Also, falls das ein ernstgemeinter Vorschlag sein soll, wäre super, wenn du noch etwas weitere Infos dazu schreibst, wie deine empfohlene Schaltung damit aussehen würde - danke! Viele Grüße Andreas
Andreas B. schrieb: > Du sprichst von diesem PhotoMOS von Panasonic? > https://www.mouser.com/catalog/specsheets/Panasonic_08-18-2025_APV_Series.pdf Ja. > Was genau soll ich damit bzgl. der Ansteuerung machen? Die treiben deine Mosfets. Und das können dann auch n-MOSFET sein, wg galvanischer Trennung.
Hallo Rainer, entschuldige, habe gerade gesehen, dass ich deinen Beitrag ganz übersehen hatte. Rainer W. schrieb: > Warum eine mit derart hoher Spannung? > Wenn du sowieso keine 45 A steuern möchtest, sind 10V doch dicke > ausreichend? Sicher ist auch 10 V ausreichend, mir war nur der Nachteil hier nicht ganz klar näher an die 20 V ranzugehen. Wenn ich dich aber richtig verstehe, erfolgt der Schaltvorgang dann (mit 10 vs. 15 V bei der Diode) schneller, korrekt? Rainer W. schrieb: > Was bedeuten "kurzzeitig" und "etwas" in Zahlen? Im Millisekundenbereich bis zu 10 A, dann noch wenige Sekunden bis 3-4 A. Rainer W. schrieb: > Brauchst du deshalb einen so dicken MOSFET? Mir ging's primär darum die RS(on) so gering wie möglich zu halten und da diese "dicken MOSFET" auch lediglich so um die 7-8 Cent kosten, erschien mir das - wenn sicherlich auch etwas überdimensioniert - eine gute Lösung. Oder siehst du hier irgendwelche Nachteile von den Teilen? Viele Grüße und danke für deine Mühe Andreas
Andreas B. schrieb: > Wenn ich dich aber richtig verstehe, erfolgt der Schaltvorgang dann (mit > 10 vs. 15 V bei der Diode) schneller, korrekt? Nur die Sperrverzögerung wird geringer.
Erzähl doch einfach um was es eigentlich geht, dann kann man auch den wirklich richtigen Rat geben.
H. H. schrieb: > Erzähl doch einfach um was es eigentlich geht, dann kann man auch den > wirklich richtigen Rat geben. Danke, hhinz, eigentlich gibt's nicht viel mehr zu sagen - zusammenfassend: - Schaltung von 30 V Last per 3,3 V IO. - Strom darf nicht in Gegenrichtung fließen können (deswegen die "back-to-back" PMOS-Schaltung). - Last ca. 1-2 A dauerhaft, kurzzeitig (kapazitiv) bis 10 A beim einschalten. - Es ist keine galvanischer Trennung erforderlich. - Schaltzeiten (ein sowie aus) sind nicht kritisch. - Schaltungen sind selten, langfristig angeschaltet. - Widerstand im eingeschalteten Zustand RDS(on) sollte möglichst gering sein. Was würdest du unter diesen Gesichtspunkten bei meiner obigen Schaltung empfehlen abzuändern? Viele Grüße und danke für deine Mühe Andreas
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Du hast wieder nicht geschrieben um was es geht, daher jetzt EOT.
Hallo hhinz, H. H. schrieb: > Du hast wieder nicht geschrieben um was es geht, daher jetzt EOT. Welche weitere Information/Anforderung an die Schaltung fehlt dir noch? Viele Grüße Andreas
Andreas B. schrieb: > Welche weitere Information/Anforderung an die Schaltung fehlt dir noch? Na die eigentliche Anwendung, deren Anforderungen und wie Du diese Anforderungen ermittelt hast. Wie kommst Du auf die 30V? Warum schaltest Du High-Side und nicht Low-Side? "30V mit 1-2A" ist nicht die eigentliche Anwendung. Sondern z.B. "ich möchte mein Terrarium mit einer Heizfolie heizen. Solltemperatur ist xxx, Außentemperatur ist yyy, Heizfolie hat ...,..."
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Hallo Gerd, die Anwendung ist etwas komplizierte und diese Schaltung lediglich ein Teil davon. Du darfst davon ausgehen, dass ich die Anforderungen korrekt ermittelt habe. Und stimmt, "high-seitige Schaltung" gehört noch mit in die Anforderungsliste - insgesamt also: - Schaltung von 30 V Last per 3,3 V IO. - Schaltung erfolgt high-side. - Strom darf nicht in Gegenrichtung fließen (deswegen die "back-to-back" PMOS-Schaltung). - Last ca. 1-2 A dauerhaft, kurzzeitig (kapazitiv) bis 10 A beim einschalten. - Es ist keine galvanischer Trennung erforderlich. - Schaltzeiten (ein sowie aus) sind nicht kritisch. - Schaltungen sind selten, langfristig angeschaltet. - Widerstand im eingeschalteten Zustand RDS(on) sollte möglichst gering sein. Auch ohne die eigentlich Anwendung zu kennen, müssten diese Anforderungen doch ausreichen, um meine obige Schaltung beurteilen zu können? Oder fehlt hierfür noch irgendeine Information? Viele Grüße und danke allseits für die Tipps Andreas
Andreas B. schrieb: > Oder siehst du hier irgendwelche Nachteile von den Teilen? Bis auf den Platzbedarf auf der Platine funktioniert der DOD4185 schon. Andreas B. schrieb: > - Widerstand im eingeschalteten Zustand RDS(on) sollte möglichst gering > sein. So eine Anforderung von "möglichst gering" macht die Sache unnötig aufwändig und teuer. Um die zu erfüllen, müsstest du dir einen MOSFET an der Grenze des aktuell technisch Machbaren entwickeln lassen? Für so eine simple Anwendung wäre das weit überzogen. ;-) Bei einem Strom von 1 bis 2 A ist es doch für so eine Anwendung völlig egal, ob der R_DS(on) 0,3 mΩ oder 40 mΩ beträgt. Der Einfluss auf den Wirkungsgrad läge unter 0,3 Prozent und die Abwärme in dieser Größenordnung würde bei einem TO-252 nicht zu einer Temperaturerhöhung führen, über die man sich Sorge machen müsste.
Andreas B. schrieb: > Du darfst davon ausgehen, dass ich die Anforderungen korrekt > ermittelt habe. An der Stelle werden erfahrungsgemäß sehr oft Fehler gemacht und Dinge spezifiziert, die hinterher die Umsetzung deutlich verkomplizieren aber eigentlich gar nicht nötig wären. > - Strom darf nicht in Gegenrichtung fließen (deswegen die > "back-to-back" PMOS-Schaltung). Dir ist bewusst dass ein Mosfet der übers Gate aufgesteuert ist, problemlos in beide Richtungen leitet? Das in Gegenrichtung fließen muss also von Deiner Schaltung aktiv erkannt und dann das Gate abgeschaltet werden. Schau Dir mal den AP74700Q an, der macht das automatisch. Deine Ansteuerung erledigt er auch noch sauber und Du kannst N-FETs nehmen statt P verwenden zu müssen.
Hallo Rainer, Rainer W. schrieb: > So eine Anforderung von "möglichst gering" macht die Sache unnötig > aufwändig und teuer. Um die zu erfüllen, müsstest du dir einen MOSFET an > der Grenze des aktuell technisch Machbaren entwickeln lassen? > Für so eine simple Anwendung wäre das weit überzogen. ;-) > > Bei einem Strom von 1 bis 2 A ist es doch für so eine Anwendung völlig > egal, ob der R_DS(on) 0,3 mΩ oder 40 mΩ beträgt. Der Einfluss auf den > Wirkungsgrad läge unter 0,3 Prozent und die Abwärme in dieser > Größenordnung würde bei einem TO-252 nicht zu einer Temperaturerhöhung > führen, über die man sich Sorge machen müsste. Das hast du natürlich völlig recht, noch "fetter" als das DOD4185-Teil muss es definitiv nicht sein. ;-) Die - sicherlich etwas ungenaue - Aussage von "möglichst gering" war lediglich darauf bezogen, dass ich das MOSFET lieber etwas überdimensionieren möchte, um einen geringeren R_DS(on) zu erhalten, anstatt eines zu nehmen, was den erwarteten Strom gerade noch "aushält". Siehst du ansonsten noch irgendwelchen Bedarf etwas an den Dioden-/Widerstandswerten zu ändern? Viele Grüße Andreas
Hallo Gerd, Gerd E. schrieb: > Dir ist bewusst dass ein Mosfet der übers Gate aufgesteuert ist, > problemlos in beide Richtungen leitet? Das in Gegenrichtung fließen muss > also von Deiner Schaltung aktiv erkannt und dann das Gate abgeschaltet > werden. Das ist mir bewusst, ja, es geht um den Fall "ausgeschaltet": In diesem Zustand kann an der Ausgangsseite der Schaltung dennoch 30 V anliegen. Hier leitet ein MOSFET (über die Boddy-Diode) in die Gegenrichtung zurück und das möchte ich verhindern. Diese "back-to-back" Anordnung zweier MOSFETs verhindert das nach meinem Verständnis. Gerd E. schrieb: > Schau Dir mal den AP74700Q an, der macht das automatisch. Deine > Ansteuerung erledigt er auch noch sauber und Du kannst N-FETs nehmen > statt P verwenden zu müssen. Gute Idee, danke, das wäre durchaus auch eine Möglichkeit! Damit bräuchte man nur 1x NMOS anstatt 2x PMOS, wenn der IC die Gegenrichtung selbst blockiert. Einzige Sache, die ich im Datenblatt dazu etwas verwirrend finde: > Reverse Current Protection Mode > For the AP74700Q to operate in reverse current protection mode the gate > driver must be enabled and the current of the external MOSFET must be > flowing from the drain to the source "must be enabled", bedeutet das, dass die Reverse-Protection nur greift, wenn der "Enable"-Pin des ICs eingeschaltet/HIGH (und damit auch das MOSFET eingeschaltet) ist? Das wäre nicht ideal, da ich eben gerade im ausgeschalteten Zustand sicherstellen möchte, dass kein Strom in die "falsche Richtung" fließt. Wie verstehst du das im Datenblatt? Viele Grüße und danke für eure Mühe Andreas
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