Ich möchte mit einem gewöhnlichen Mikrocontroller (STM32) einen PWM Dimmer für 24V LED-Arrays und LED-Streifen bauen. Dafür bin ich auf der Suche nach N-Kanal MOSFETs, welche bei Ansteuerung mit 3,3V einen möglichst niedrigen R_DS_ON aufweisen.
Kennt von euch vielleicht jemand geeignete MOSFETs mit guten Leistungsdaten für diese Anwendung?
Besonders hinsichtlich dem R_DS_ON Wert bei 3,3V bieten die gängigen Versandhändler leider keine sinnvollen Filter- bzw. Suchoptionen an. Der Dort angegebene R_DS_ON bezieht sich fast immer auf eine U_GS von 10V.
Das Gehäuse sollte vorzugsweise D-PAK sein, bedrahtete oder andere große SMD Packages wären aber auch in Ordnung.
Die PWM-Frequenz wird ca. 200Hz sein und der Strom pro MOSFET maximal 5A bei 24V.
Gibt es MOSFETs, welche bei einer Gate-Spannung von 3,3V einen R_DS_ON von 10mOhm oder weniger aufweisen? Oder ist das unrealistisch? Meine Suche war bisher leider noch recht erfolglos.
Ich freue mich auf eure Vorschläge - ganz lieben Dank schon mal!
Das wäre so meine Liste von tauglichen Transistoren.
So ähnlich habe ich das auch gemacht, nur N channel, leider ist kein einziger dabei, der im Datenblatt ein garantiertes RDSon für unter 3V Gate-Spannung hat.
Daher bin ich zu Herstellern ausgewichen (Infineon) und habe welche gefunden, blöderweise aber >=30V vergessen (>=20 eingesetzt) und eine Nummer kopiert die gar nicht zum Datenblatt gehörte.
Ja, es ist Arbeit, so was zu finden, Arbeit für den TO.
Bei Digikey gibt es in der Suche den etwas eigenartig benannten Parameter "Betriebsspannung (max. Rds(On), min. Rds(On))". Ich habe da mal alle Werte von "0,9V, 4,5V" bis "3V, 8V" ausgewählt, außerdem "N-Kanal", "min Vds 30V", "aktiv", "normalerweise vorrätig" und dann alles mit Id >= 10A. Es blieben nur noch 30 Typen, die meisten davon in beinchenlosen Gehäusen die sich nur schlecht auf Experimentierplatinen verbauen lassen. In der nach Rds(On) sortierten Liste findet man als ersten mit kleinen Beinchen den Vishay Siliconix SI4442DY-T1-E3 im SOIC-8 Gehäuse mit max. 7,5mOhm bei Vgs 2,5V und Id 17A. Leider zur Zeit nicht am Lager aber bei Mouser und Digikey ab Ende März / Anfang April lieferbar und leider recht teuer.
So ähnlich habe ich das auch gemacht, nur N channel, leider ist kein
einziger dabei, der im Datenblatt ein garantiertes RDSon für unter 3V
Gate-Spannung hat.
Ich weiss, dass die Diagramme je nach MEINEM Exemplar entweder 1.4 mal höhere oder bloss 0.7 mal so hohe Gate-Spannung für eine Kurve erfordern. Zudem stehen die Kurven nicht für durchgeschaltet, sonden fur hohen Spannungabfall zwischen S und D, oft so hoch dass zusammen mit dem Strom die Verlustleistung überschritten wird.
Nur die UGS bei RDSon ist ein vom Hersteller garantierter Wert bei dem der MOSFET dauerhaft den Strom leiten kann mit dem er beworben wird.
Aber mit dem IRF3708S ist das Problem des TO ja gelöst.
Aber mit dem IRF3708S ist das Problem des TO ja gelöst.
Wenn er denn TO-220 akzeptiert. Einen SOT-23 zu finden, der bei 5 Ampere kühl bleibt, dürfte extrem schwierig sein, der müsste schon unter 10mOhm kommen.
Der wird nicht mehr hergestellt und ist bei den Distributoren nicht mehr lieferbar. Conrad/Völker hat noch einen Restbestand von 711 Stück, Kessler hat laut Website auch noch welche.
Über eBay oder ae in China bestellt bekommt man mit extrem hoher Wahrscheinlichkeit Fälschungen.
Außerdem erreicht der IRF3708 die vom TO gesuchten 10mOhm Rds(On) bei 3,3V nicht garantiert.
Conrad/Völker hat noch einen Restbestand von 711 Stück,
Kessler hat laut Website auch noch welche.
Ich habe im Januar eine ganze Tüte voll IRF3708 über Aliexpress bestellt. Vermutlich sind es Fälschungen, aber sie erfüllen ihren Zweck. Nur der RDSon ist etwas höher. Damit kann ich als Bastler leben.
Dem Domdom empfehle ich unabhängig von dieser Option, seine Anforderungen zum RDSon nochmal zu überdenken.
Dem Domdom empfehle ich unabhängig von dieser Option, seine
Anforderungen zum RDSon nochmal zu überdenken.
Seine geforderten 10 mOhm liegen unterhalb dessen, was seine Verkabelung haben wird und sind nicht unbedingt erforderlich. Egal, nachdem es keine fertige Lösung gibt und ihm niemand die passenden FETs vorbei bringt, hat er sich lieber verabschiedet.
Nee, Du hast den FET im Schaltbetrieb nicht verstanden. Egal, nach
drölfundschwanzig Threads auf µC-net muß man das auch noch nicht.
Wenn mir Schaltverlustminimierung wichtig sind und ich Frequenz fahren will, dann haue ich niederohmig und mit deutlich höherer Spannung auf das Gate drauf. Für gelegentliches Einschalten sind die Schaltverluste egal. Da bin ich dann eher im Bahnwiderstand etwas großzügiger. Und selbst wenn ich zu knapp einschalte: Da wird der MOSFET eben warm, die Einschaltschwelle sinkt damit ab und das Verhalten stabiliert sich auch von selbst.
Soll ich aber einen bei 3.3V startenden Aufwärtswandler bauen, dann sieht das komplett anders aus. Da wäre dann durchaus der IRML6344 eine Wahl. Für 5 A muss man dann eben 3 parallelschalten. Sowas geht ganz gut, wenn man die Gatewiderstände für jeden Transistor individuell macht.
Einzeltransistoren SOT23 für 5 A habe ich auch nicht gefunden.
Gibt es MOSFETs, welche bei einer Gate-Spannung von 3,3V einen R_DS_ON
von 10mOhm oder weniger aufweisen? Oder ist das unrealistisch? Meine
Suche war bisher leider noch recht erfolglos.
Wo ist das Problem? Bei Reichelt unter den Mosfets N-LogL ankreuzen:
40V 1,60 IRLR3114ZPBF bei Ug 3,0V: 7A 0,1V, bei Ug 3,5V: 15A 0,1V, bei 3,3V werden es interpoliert so 10mR sein
40V 3,75 IRLS3034PBF bei Ug 3,0V: 30A 0,1V
60V 5,10 IRLS3036TRL7PP bei Ug 3,0V: 8A 0,1V bei Ug 3,3V: 30A 0,1V
IRLR3114ZPBF bei Ug 3,0V: 7A 0,1V, bei Ug 3,5V: 15A 0,1V, bei 3,3V
werden es interpoliert so 10mR sein
40V 3,75 IRLS3034PBF bei Ug 3,0V: 30A 0,1V
60V 5,10 IRLS3036TRL7PP bei Ug 3,0V: 8A 0,1V bei Ug 3,3V: 30A 0,1V
Alle nicht ausreichend, brauchen 4.5V um voll durchzuschalten, sind bei 2.5V teils noch gesperrt.
Du kannst eindeutig Datenblätter nicht lesen, sondern wünscht dir was aus schönen Bildern zusammen.
Merke: DEIN Exemplar verhält sich bestimmt nicht so, wie das Exemplar, das im Datenblatt vermessen wurde.
IRLR3114ZPBF bei Ug 3,0V: 7A 0,1V, bei Ug 3,5V: 15A 0,1V, bei 3,3V
werden es interpoliert so 10mR sein
40V 3,75 IRLS3034PBF bei Ug 3,0V: 30A 0,1V
60V 5,10 IRLS3036TRL7PP bei Ug 3,0V: 8A 0,1V bei Ug 3,3V: 30A 0,1V
Alle nicht ausreichend, brauchen 4.5V um voll durchzuschalten, sind bei
2.5V teils noch gesperrt.
Du kannst eindeutig Datenblätter nicht lesen, sondern wünscht dir was
aus schönen Bildern zusammen.
Für eine Serienfertigung wäre schon aus Kostengründen ein anderes Konzept angebracht, aber für ein Bastlereinzelstück würde ich den IRLS3036 probieren. Der Ug Schwellwert laut Datenblatt ist max 2,5V, bei Ug 4,5V werden max 2,2mR angegeben. Das passt alles sehr gut zu Figur 1.
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A200%2FIRLS3036TRL7PP.pdf
IOR ist ein Qualitätshersteller, da sollte ein Datenblatt verlässlich sein. Und wenn es doch zu warm wird, muss Domdom halt die STM32 Versorgungsspannung minimal erhöhen. Zudem werden die Werte im warmen besser.
Allerbesten Dank für die zahlreichen und ausführlichen Antworten! :)
Ich sehe schon, die Thematik ist nicht ganz trivial und ich suche hier offenbar ziemlich spezielle Eigenschaften :D
Kurze Hintergrundinfo:
Es geht um ein kleines Hobbyprojekt, bei dem bereits mehrere solche PWM-Dimmerstufen existieren. Diese möchte ich aufgrund der eher dürftigen Eigenschaften (langsame Schaltflanken, hoher R_DS_ON) optimieren. Aktuell produzieren die mir leider zu viel Spannungsabfall und zu viel Abwärme.
Ich werde die Schaltung noch mit ein paar der vorgeschlagenen MOSFET-Typen testen, falls sich aber keine deutliche Verbesserung erreichen lässt (was ich aus aktueller Sicht ehrlichgesagt befürchte), werde ich wohl den technisch besseren Weg mit separaten Lowside-Treibern und 10V Gate-Ansteuerung gehen.
Die langsamen Schaltflanken dürften beabsichtigt sein, um die ausgesendete Störstrahlung zu verringern. Bzw. überhaupt erst in den Rahmen des erlaubten zu bewegen.
Und der hohe R_ds_on dürfte aus dem gleichen Grund sein, aus dem du keine bessere MOSFET-Alternative gefunden hast. Niedriger R_ds_on bei geringer Gatespannung und hohe Spannungsfestigkeit sind Zielkonflikte. Last not least zahlt für den schlechteren Wirkungsgrad (höhere Abwärme) ja nicht der Hersteller, sondern der Kunde.
