Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kollektorschaltung statt KFZ Relais


von Alexander (alecxs)


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Ich hab mal wieder ein Problemchen, möchte den EN Eingang meines 
heißgeliebten DC-DC-Buckconverters einschalten. Normalerweise geht das 
mit Klemme 15, aber ist wohl nicht in jedem Fahrzeug verfügbar. Nun habe 
ich stattdessen ein 5V Signal zum testen angeklemmt, aber es 
funktioniert nicht. Jetzt muss ich mit möglichst wenig Bauteilen die 
Trägerplatine ergänzen.

Hier der Link zum MP4560 DC-DC-Buckconverter.

https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/7483824

Der hat einen festen Spannungsteiler 100k/33k den könnte ich ändern, 
damit wäre das Problem schon gelöst. Nur setze ich auf Modulbauweise, 
der Buckconverter soll steckbar und austauschbar sein.

Ich hab im Simulator bisschen rumgespielt und komme auf 3x NPN 
Transistoren und 5x Widerstände, um ein Relais zu ersetzen.

https://www.falstad.com/s.php?s=GmNDHL

Quizfrage für den kommenden Freitag - wer schafft es mit weniger 
Bauteilen? Frank K. (fchk) hat mir schon 595-SN74LVC2T45DCUR 
rausgesucht, die hätte ich zur Verfügung. Der Spannungsteiler für den EN 
ist fix gegeben und nicht änderbar. So ab 6V anliegend schaltet das 
Modul ein.
von Arno R. (arnor)


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Ganze 4 Bauteile sind nötig, um mit den 5V die 12V auf den Teiler am 
Ausgang zu schalten. Ein npn mit Emitterwiderstand und in dessen 
Kollektorleitung zu den 12V ein weiterer Widerstand und darüber die 
B_E-Strecke eines pnp dessen Kollektor der Ausgang ist. Fertig.
: Bearbeitet durch User
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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mit MOSFETs reichen 3 Bauteile
von Arno R. (arnor)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> mit MOSFETs reichen 3 Bauteile

Ja, aber der TO kennt nicht mal bipolare pnp-Transistoren, und da kommst 
du mit PMOS.
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Und je nachdem wie man "Bauteil" definiert reicht auch eins.
: Bearbeitet durch User
von Rolf (rolf22)


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Arno R. schrieb:
> Ganze 4 Bauteile sind nötig, um mit den 5V die 12V auf den Teiler am
> Ausgang zu schalten. ....


Wenn der NPN "voll" durchschaltet, fließt ca. 1 mA Kollektorstrom. 
Ungefähr derselbe Strom fließt auch durch den Kollektorwiderstand. Damit 
bekommt die BE-Diode des PNP eine Spannung von ca. 4,3 V in 
Durchlassrichtung. Frag mal die KI, was der PNP dazu sagt.
von Arno R. (arnor)


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Rolf schrieb:
> Wenn der NPN "voll" durchschaltet, fließt ca. 1 mA Kollektorstrom.
> Ungefähr derselbe Strom fließt auch durch den Kollektorwiderstand. Damit
> bekommt die BE-Diode des PNP eine Spannung von ca. 4,3 V in
> Durchlassrichtung. Frag mal die KI, was der PNP dazu sagt.

Dazu muss ich keine KI fragen, aber du solltest das tun.

Der npn liefert ca. 1mA nach "oben" zum pnp und mehr Strom kann auch 
nicht in die Basis-Emitter-Strecke fließen. Das ist für den pnp ein 
vollkommen unkritischer Basisstrom. An der B-E-Strecke können gar keine 
4,3V auftreten.
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Und wie sieht es übrigens mit der B-E-Strecke des NPN in deiner 
Schaltung aus?
von Arno R. (arnor)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> Und wie sieht es übrigens mit der B-E-Strecke des NPN in deiner
> Schaltung aus?

Bin ich damit gemeint?
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Arno R. schrieb:
> Bin ich damit gemeint?

Ja, aber ist egal, ich hatte den 4k7 im Emitterzweig nicht auf dem 
Schirm.
von Arno R. (arnor)


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Wenn am Eingang 5V anliegen dann wird der npn aufgesteuert und es fließt 
ein Basisstrom und infolge dessen ein Kollektor-Emitterstrom. Die 
Spannung über dem Emitterwiderstand steigt nun soweit an, daß sich ein 
Gleichgewicht zwischen der Ube des npn (~0,7V) und der Spannung über dem 
Emitterwiderstand (~4,3V) einstellt. Die Schaltung arbeitet also als 
Konstantstromquelle.

Der Emitterwiderstand begrenzt den Basisstrom immer auf weniger als 1mA, 
selbst dann wenn gar kein Kollektorstrom fließen kann.
von Rolf (rolf22)


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Arno R. schrieb:
> Der npn liefert ca. 1mA nach "oben" zum pnp und mehr Strom kann auch
> nicht in die Basis-Emitter-Strecke fließen

Vom Strom in der BE-Strecke habe ich kein Wort gesagt.
von Arno R. (arnor)


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Rolf schrieb:
> Vom Strom in der BE-Strecke habe ich kein Wort gesagt.

Wenn du 4,3V an die B-E-Strecke eines Bipos anlegen willst, musst du 
einen Strom im Kiloampere-Bereich in die Basis schicken. Die B-E-Strecke 
ist im Grunde nur eine einfache Diode in Flußrichtung, da bestimmt der 
durchfließende Strom die Spannung am pn-Übergang.
: Bearbeitet durch User
von Alexander (alecxs)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> Und je nachdem wie man "Bauteil" definiert reicht auch eins.

In dem Fall ja, ein Pegelwandler würde es auch tun. Wie verschalte ich 
den NSBC114EP?

Habe es nun mit 2x NPN und 3x Widerständen hingekriegt. PNP oder Mosfet 
geht auch aber muss ich bestellen, BC847 habe ich als SOT23 von 
(soul_eye) bekommen.

Wie habe ich das Datenblatt des MP4560 zu verstehen, was ist mit EN Up 
Threshold (max) 1,7V gemeint?
von Otto K. (opto_pussy)


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Auch wenn jetzt viele meckern werden und sagen, dass ein Optokoppler an 
dieser Stelle nicht Not tut, aber immerhin habe ich es dadurch mit nur 
zwei Bauteilen geschafft.

😊
von Alexander (alecxs)


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Gibts keine ICs mit integriertem Vorwiderstand?
von H. H. (hhinz)


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Alexander schrieb:
> Gibts keine ICs mit integriertem Vorwiderstand?

Das wird erst 1959 erfunden werden.
von Alexander (alecxs)


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*Er*funden habe ich die schon, nur *ge*funden noch nicht!
von H. H. (hhinz)


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Ein einfacher Optokoppler ist kein IC.
von Alexander (alecxs)


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Mit integriertem Vorwiderstand schon!

Kannst Du mir einen Gate Treiber vorschlagen? Ich kriegs nicht hin 
ordentlich zu selektieren, 1ED44173N01B vielleicht?
von H. H. (hhinz)


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Hopfen&Malz verloren.
von Lu (oszi45)


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Arno R. schrieb:
> Fertig

Hopfen und Malz wenns lange halten soll? F.23: 
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
von H. H. (hhinz)


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Lu schrieb:
> https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Das ist für Alexander Lichtjahre entfernt.
von Alexander (alecxs)


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Es müsste ja auch ein Mosfet reichen, aber wenn da Widerstände dazu 
kommen, warum dann nicht einen Gate Treiber als Pegelwandler 
missbrauchen? Gut ich brauch High side, aber sollte doch prinzipiell 
funktionieren? Das wäre dann nur ein Bauteil.

https://www.infineon.com/assets/row/public/documents/24/49/infineon-irs10752l-datasheet-en.pdf

Im Prinzip suche ich sowas als IC.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
: Bearbeitet durch User
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Otto K. schrieb:
> Auch wenn jetzt viele meckern werden und sagen, dass ein
> Optokoppler an
> dieser Stelle nicht Not tut, aber immerhin habe ich es dadurch mit nur
> zwei Bauteilen geschafft.
>
> 😊

Ich weiß ja nicht, wie in Deinem Paralleluniversum gezählt wird, aber in 
meinem Universum zählt man da vier Bauteile.
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Magnus M. schrieb:
> Ich weiß ja nicht, wie in Deinem Paralleluniversum gezählt wird, aber in
> meinem Universum zählt man da vier Bauteile.

die 100k und 33k zählen nicht mit.
von Ralf X. (ralf0815)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> Magnus M. schrieb:
>> Ich weiß ja nicht, wie in Deinem Paralleluniversum gezählt wird, aber in
>> meinem Universum zählt man da vier Bauteile.
>
> die 100k und 33k zählen nicht mit.

Kann man die ignorieren? :-)
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Alexander schrieb:
> Der hat einen festen Spannungsteiler 100k/33k den könnte ich ändern,

Ralf X. schrieb:
> Kann man die ignorieren? :-)

ja
von Otto K. (opto_pussy)


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Magnus M. schrieb:
> in meinem Universum zählt man da vier Bauteile.

Auf dem MP4560 Board ist der Spannungsteiler aus 100k und 33k bereits 
fertig mit drauf. Deswegen darf man diese beiden Widerstände nicht mehr 
mitzählen.
von Alexander (alecxs)


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Trotzdem richtig den Spannungsteiler im Schaltplan mit einzuzeichnen, 
damit Klarheit herrscht über die "Last" die dran hängt.

Arno hat die Aufgabenstellung perfekt gelöst, weniger Transistoren geht 
nicht.

Die Lösung mit dem Optokoppler finde ich auch gut. Die Isolation ist an 
der Stelle sogar wichtig, da nur die High Side zugänglich ist und der 
Schalter auf dem Vbat Potential liegt.

Deswegen hat die MOSFET Lösung auch zwei MOSFETs.

Mich würde noch interessieren wie man das genannte Transistorarray 
miteinander vertüdelt, das hab ich noch nicht hingekriegt.

Mein Favorit ist bisher der Gate Treiber für 40 Cent. Bestellt wird am 
Montag.
von Otto K. (opto_pussy)


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Alexander schrieb:
> Mich würde noch interessieren wie man das genannte Transistorarray
> miteinander vertüdelt, das hab ich noch nicht hingekriegt.

Der PUM-D20 hat sogar schon die Widerstände fertig in seinem SOT363 
Gehäuse vertüdelt. Damit fällt der gesamte äußere 
Widerstandsbeschaltungstüdelkram wech.

Man muss jetzt nur noch die äußeren Pins miteinander vertüdeln, dann hat 
man am Ende nur noch ein einziges Bauteil.
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