Relaisersatz mit IRFR5505PBF

[Frank N. (antony)]

Hallo zusammen,

kann mir jemand dabei helfen, mit dem Bauteil IRFR5505PBF einen 
digitalen DC-Ausgang (elektronischer Schalter / Relaisersatz) 
aufzubauen?

Ich möchte den MOSFET als schaltenden Ausgang verwenden (kein 
mechanisches Relais), basierend auf folgenden Eckdaten:

Typ: IRFR5505PBF (P-MOSFET)
Max. Schaltspannung: 48 V DC
Min. Schaltspannung: 2,8 V DC
Max. Schaltstrom: 2 A DC

Angesteuert werden soll der Ausgang über ein logisches Steuersignal (3,3 
V oder 5 V), z. B. von einem Mikrocontroller.

Vielen Dank im Voraus!

Viele Grüße
Frank

[Rainer W. (rawi)]

Das Thema wird hier gefühlt alle drei Tage diskutiert. U_GS musst du 
z.B. mit paralleler Z-Diode auf zulässigen Wert begrenzen.

[Frank N. (antony)]

ich nur Bahnhof verstehen

[Harry R. (harry_r2)]

Bei einer minimalen "Schaltspannung" von 2,8 V bräuchtest du eine 
negative Spannung am Gate, um den Mosfet einschalten zu können,  mittels 
eines isolierten Gatetreibers.
Dann solltest du besser bei fertigen DC-SSR suchen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Harry R. schrieb:
> Bei einer minimalen "Schaltspannung" von 2,8 V bräuchtest du eine
> negative Spannung am Gate, um den Mosfet einschalten zu können,  mittels
> eines isolierten Gatetreibers.
Wenn am Gate 45V anliegen, sind die nötigen -3V bereits erreicht. 
Allerdings kann die Ugsth des Mosfets sowieso bis zu -4V betragen. Und 
dabei fließen dann erst 250µA. Für ein sauberes Durchschalten würde ich 
hier eine Ugs im Bereich um -10V anlegen.

Frank N. schrieb:
> Typ: IRFR5505PBF (P-MOSFET)
> Max. Schaltspannung: 48 V DC
Mir wären Udsmax von 55V zu wenig bei einer zu schaltenden Spannung von 
48V. Aber weil du bei 2A Last die 18A Strom eh' nicht brauchst, dann 
findest du locker einen 100V Mosfet in der selben Bauform.

> Ich möchte den MOSFET als schaltenden Ausgang verwenden (kein
> mechanisches Relais)
Sind die Massepotentiale des GPIO und der 48V verbunden oder kannst du 
sie verbinden?
Es wäre sicher sinnvoll, ein wenig mehr zur Aufgabe zu schreiben, als 
nur das, was du willst. Besser wäre zu beschreiben, was du *brauchst*: 
was soll wie oft und wie schnell geschaltet werden? Muss die Last 
potentialfrei geschaltet werden?

> Schaltspannung: 2,8 V DC
Was für ein GPIO ist das denn, wenn der nur 2,8V ausgibt? Wie belastbar 
sind diese "2,8V"?

> Angesteuert werden soll der Ausgang über ein logisches Steuersignal (3,3
> V oder 5 V), z. B. von einem Mikrocontroller.
Wie kommst du dann auf "2,8V"?

[Harry R. (harry_r2)]

Lothar M. schrieb:
> Für ein sauberes Durchschalten würde ich hier eine Ugs im Bereich um
> -10V anlegen

... Und aus 2,8 V an S und -10 V zwischen G und S ergeben sich -7,2 V an 
G, was mal landläufig als negative Spannung bezeichnen würde, nicht 
wahr?!

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Harry R. schrieb:
> ... Und aus 2,8 V an S und -10 V zwischen G und S ergeben sich -7,2 V an
> G, was mal landläufig als negative Spannung bezeichnen würde, nicht
> wahr?!
Sag ich ja: da sollte der Frank N. (antony) doch mal ein wenig mehr zur 
eigentlichen Aufgabe und im Besonderen zur "Schaltspannung" sagen: ist 
die Schaltspannung die Spannung, die den Schaltvorgang auslöst?

Oder ist die "Schaltspannung" eigentlich die Lastspannung und kann von 
2,8V bis 48V variieren? Denn wenn das der Fall ist, dann kann es auch 
gut sein, dass sie keinen Potentialbezug zur GPIO-Masse hat oder haben 
darf.

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

Frank N. schrieb:
> kann mir jemand dabei helfen, mit dem Bauteil IRFR5505PBF einen
> digitalen DC-Ausgang (elektronischer Schalter / Relaisersatz)
> aufzubauen?

Ein MOSFET ist kein Relais. Er kann ein solches unter Umständen 
ersetzen, aber nicht immer. Warum wählst du erst ein Bauteil aus und 
fragst dann nach einer Schaltung?

Normalerweise geht das anders:

1. Anforderungen spezifizieren (Pflichenheft)
2. Schaltung passend dazu auswählen
3. Bauteile passend dazu auswählen / dimensionieren

Fang also mit 1. an. Zeichne einen Schaltplan. Wenn du ein Relais 
"ersetzen" willst, ruhig mit Relaiskontakt. Bei einem MOSFET können (im 
Gegensatz zum Relais) Last- und Steuerspannung nicht galvanisch 
getrennt sein. Gib also an, ob und welche Pole der beiden Spannungen 
verbunden sind bzw. verbunden werden können.

Dann reden wir weiter.

[Rainer W. (rawi)]

Axel S. schrieb:
> Ein MOSFET ist kein Relais.

Ein Photo-MOS wie bspw. der ASSR-1611-501E käme dem deutlich näher.
Mit max. 60VDC bietet der bei 48V etwas mehr Reserve als ein 
IRFR5505PBF, kann bis zu 5A schalten und die Heizleistung wäre gut einen 
Faktor 5 geringer (R_DS(on) 20mΩ vs. 110mΩ).
Warum soll es unbedingt ein IRFR5505PBF sein?