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NPN/Mosfet Schaltung - Funktioniert, aber gibt es Verbesserungen?Wie im Titel. Ich habe diese Schaltung entworfen und verwendet, hab ich was übersehen was es auf lange Sicht unzuverlässig werden lassen kann? Strom abgabe max 1 Amp.
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Je nach Anwendung sind R47/R48 niedriger anzusetzen... Soll die Schaltung die LED nur ein- und ausschalten, oder läuft da eine richtige PWM-Frequenz drüber? Falls ja, wie hoch ist die Frequenz und wozu soll D1 gut sein wenn in Q5 schon eine interne Bodydiode integriert ist?
Was soll die Mimik mit der Diode D1 gegen +5V? Womit ist der andere Pol der "LED" die 1A zieht denn verbunden? Was für eine 1N60 soll das überhaupt sein? Wenn die Last gegen GND geschaltet wird, macht man die Freilaufdiode üblicherweise auch gegen GND. Und R47/R48 sind wie schon gesagt wurde, zu hochohmig für PWM. Und für "eine LED" braucht man an sich auch keine Freilaufdiode (schadet aber auch nicht). Es wird nur ein und ausgeschaltet, keine PWM. D1: am anderen Ende ist ein attiny. Der immer bisschen über 3V benötigt. Mit einem Spannungsteiler soll der Attiny die Spannung am LED Ausgang von Q5 messen. Wenn jetzt Q5 an, aus, an geschaltet wird, definiert die aus Zeit was der Attiny machen soll. Eine simple Lösung um 3 Zustände und genug Strom über nur 2 Leitungen zu transportieren.
Vor allem einer 1N60, aus welchem Museum hat er die gestohlen ? https://www.box73.de/product_info.php?products_id=2337
Das schafft eine 1N60 garantiert nicht. Die Diode braucht man nicht! Hallo, R49 und R48 können entfallen. R47 sollte kleiner sein. Hängt davon ab wie schnell Q5 durchschalten/sperren soll. Oder nimmst einen fertigen Baustein mit allen drin. Bspw. einen Profet High Side Switch.
Das klingt heftig wirr und kann die Funktion der Diode nicht erklären. Zumindest sorgt die dafür, dass am LED-Ausgang knapp 5V erscheinen, wenn der FET aus ist.
Das ist nicht schwer, aber braucht keine Diode.
Anstatt eines dusseligen Angebotes hättest Du das Datenblatt direkt verlinken bzw. für das Forum eintragen können!
Zeig die komplette Salami. Weshalb muss die LED Highside geschaltet werden?
Gast
#7895890
Überhaupt nicht: Die Pegel auf "LED" sind nicht 15V und 0V (hochohmig), sondern 15V und 5V (niederohmig). D.h. an "LED" wird ein kleiner (lineare) Spannungsregler hängen, der 3.3V für den Attiny bereitstellt, und über einen Spannungsteiler wird der Attiny den "LED"-Pegel messen und, wie Klaus schreibt, ein einfaches Protokoll auswerten. Der Attiny kann dann wiederum mit einem Transistor irgendwelche LEDs schalten, oder was auch immer. Keine große Sache. Aber die Diode kann wirklich gegen eine einfache Feld-Wald-Wiesen-Schottky-Diode ersetzt werden.
Schottky braucht man nicht...
Gast
#7895892
R49 kann nicht entfallen, er sorgt für einen definierten (Aus-) Pegel, wenn der Mikrocontroller sich im Reset-Zustand befindet.
Gast
#7895893
Zuerst verstehst Du die Funktion der Schaltung und der Diode nicht, obwohl Klaus es in seinem 2. Beitrag klargestellt hat, wofür die Diode ist.
Nun behauptest Du einfach in den Raum hinein, dass es keine Schottky-Diode benötige. Auf welcher Grundlage basiert Deine Empfehlung?
Es ist genau so! Hätte ich nicht besser erklären können. Warum diese Diode? Einfach, ich hab mal vor Jahren ein Kit mit verschiedenen Dioden gekauft, und da sind einige dieses Typs enthalten. Hatte die kleinste Vf und kann bis 50mA. Mehr als genug für meine Bastelei.
Das ist ein bipolarer NPN, kein Mosfet.
Wissen?
Eine zweite Funktion waere noch, dass diese beim Abschalten noch die Funktion einer Freilaufdiode übernimmt. Statt auf Ground, kann diese auch auf 5V gelegt werden. Aus dem Grunde empfiehlt Michael eine Schottky-Diode: Die Empfehlung ist durchaus sinnig, weil der TO koennte die Ansteuerung fuer kuerzere Schaltzeiten aendern wollen und die parasitaere induktiven Anteile der Last werden deutlich hoeher durch laengere Zuleitungen zur LED.
Dieter, bitte hör auf, uns mit KI Zusammenstellungen zu nerven! Nichts, aber auch gar nichts stammt aus Deiner Feder, auf solche Sätze muss man einmal kommen !
Gast
#7896321
Es wurde ja schon einiges kritisiert und verbesserungsvorschläge gemacht Aber wir wissen nicht was die anforderung an die funktion ist, ok, die auszeit wird gemessen und definiert die aufgabe, woraus ich annehmen würde es gibt verschiedene aufgaben und damit verschiedene zeiten Aber wie sind die zeiten und die abstufung und wie gemessen, daraus ergibt sich wie das ausschalten und einschalten auszisehen hat Wie sieht es mit der belastung aus, ist fie konstant oder unterschiedlich, wird dies information mit und ohne last übermittelt, was einfluss auf die schaltglanken haben könnte Wenn wir über millisekunden reden weniger relevant als wenn es mikrosekunden wären Und nstürlich die schelle der messund und wieviel zustände, bzw die zeitliche suflöung der information, gibt es 1 oder 2 mikrosekundrn zu unterscheiden oder 10 oder 20 millisekunden Daran kann man die schaltung messen und bewerten und wenn notwendig verbessern
Toll!
Du Faulsack darfst die Shift-Taste benutzen und Dein Geschwafel vor dem Absenden noch einmal lesen! Oder auch egal, Schreibstil und Inhalt passen perfekt überein.
Gast
#7896399
Du scheinst gar keinen Plan zu haben und noch nie preisbewusst ein Gerät nach Lastenheft entwickelt zu haben und dann die Funktion anhand der Spezifikation die Teste begleitet und bewertet zu haben um zu beurteilen ob man das so bauen kann. Einzelstücke funktionsfähig aufzubauen ist eine Sache, Industrialisierung eine andere, davon hast du keinen Plan Aber dafür immer und für jeden eine Beleidigung, wenn sich dein Ego verletzt fühlt
Gast
#7896410
man sollte kaum glauben, dass sich beide Beiträge auf dasselbe Thema beziehen.
Gast
#7896413
Es geht um die richtige Herangehensweise und es wurde nach Verbesserungsvorschläge gefragt Und wie hier geschrieben wurde, da muss man erst mal wissen was es können soll Wenn eine Schaltung robust das kann was sie soll, dann ok Aber, gehts nur auf dem Labortisch, was ist mit Temperatureinfluss, was ist mit Spannungsschwankungen Wenn man mehrere baut, was ist mit Bauteiltoleranzen Und ich denke es geht mehr um die Schaltgeschwindigkeit und Schaltflanken, weniger um die Diode
Der "LED" Ausgang hätte für diese Funktionalität durchaus eine sinnvollere Bezeichnung verdient.
Es geht um Verbesserungen bei der Frage des TO. Lege erst mal vor, wo der TO explizit Verbesserungen, die zum Tragen kommen, wenn er etwas anderes aendern sollte, ausschliesst? Bis dahin verschone den Thread vor Deine Diskreditierungen.
BJTs werden durch STROM gesteuert. Wo soll der herkommen, wenn der GPIO nach dem Reset als Eingang konfiguriert ist?
Was hat die Stückzahl mit den Toleranzen der Bauteile zu tun. Die wirken sich bei einem Einzelexemplar genauso wie in der Serie aus. Man könnte noch Bauteile einsparen. Mit low vom µC schaltet man die 15V ein.
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Gast
#7896503
Das zeigt ein Stück Ahnungslosigkeit wenn uch eines baue mit den gegebenen Bauteilen dann wird es oftmals per Software oder Wereänderung oder auch trimmer so eingestellt bis alle messwerte ok sind In der Massenproduktion sind die Abläufe anders, das Design muss mit allen Toleranzlagen klar kommen, auch der eine von 10000 Widerstände der da mal tatsächlich 1% Abweichung hat Bei Stückzal 1, naja, merkst selber jetzt worums geht oder
Wir sprechen hier nicht von einer Schaltung mit x Trimmern (egal ob Hardware oder Software), sondern von einer vernünftig dimensionierten Schaltung, die dann unabhängig von den Toleranzen ihren Dienst tut, d.h. von solidem Schaltungsdesign. Auch in der Serienproduktion gibt es übrigens Abgleichvorgänge, die man aber wegen Kosten (Prüfaufwand, Taktzeit) tunlichst zu vermeiden sucht. Solche Abgleichvorgänge finden dann oft bereits auf Bauteilebene statt, so dass der Hersteller einer Baugruppe damit nichts mehr zu tun hat, sondern einfach ein lt. Datenblatt eng toleriertes Bauteil einsetzen kann. Oder es findet eine Kalibrierung mit Ablage der Kalibrierdaten im Bauelement statt. Hallo, Rainer W. schrieb im Beitrag #7896475:
Ist das für jeden MC direkt nach dem Einschalten der Betriebsspannung garantiert? rhf
...mein neues Lieblingswort. :) Ich glaube aber, man schreibt es eigentlich groß...!?
Wer soll dir das für alle uCs garantieren können? Ein Hersteller kann immer nur für SEINE Produkte sprechen. Aus praktischen Gesichtspunkten macht es IMHO aber jeder Hersteller so. Sonst wäre es nicht mögliche, einen GPIO als Eingang zu benutzten, ohne dass es zu einem Konflikt mit der ansteuernden Schaltung kommt. Nur wenn der GPIO nach einem Reset erstmal hochohmig ist, können Treiberkonflikte ausgeschlossen werden.
In sicherheitskritischen Schaltungen sind dazwischen noch analoge Schalter, die die Trennung waehrend des Starts sicherstellen.
Ja. Hochohmig als Eingang ist zu erwarten. Sowohl das, aber auch ein Low-Ausgang machen R49 unnötig. Einzige Ausnahme wäre ein High-Ausgang während der Initialisierung. Sollte das jemals ein MC so machen, wäre das heftig unerwartet. Aber dann würde R49 auch nicht helfen.
Gürtel und Hosenträger, wenn man dem Resetstatus des DDR nicht traut oder der uC irgendwo unsauber ist.
Wenn der µC Pin ein Ausgang ist und auf Low geht, fließt der kleine Strom, begrenzt vom 10k, da durch. Soweit gehe ich mit. Wenn der µC Pin nach Reset o.ä. kurz noch Eingang ist, dann ist dieser hochohmig. Laut meiner Überlegung wäre dieser dann zusammen mit dem sperrenden V1 hochohmig. Man hätte einen 15V Spannungsteiler in unbekannter Aufteilung der Teilspannungen. Am µC Eingang könnten mehr wie 5V anliegen. Oder irre ich mich?
Jein. Es kommt auf den internen ESD-Schutz des GPIO an. Oft gibt es eine Diode nach VCC, die dann den Strom in Richtung VCC abfließen lässt.
1µA Leckstrom aus dem Eingang kombiniert mit 300-facher Stromverstärkung vom BJT und R47 = 10k ergibt 3V am Gate vom FET. Wenn man R46 mindestens doppelt so groß macht wie R49, darf der uC auch mal niederohmige 1.2V liefern. Das könnte beim Brown Out passieren, wenn die interne Reset-Schaltung nichts taugt. Manche STM32 haben noch ein integriertes Überraschungsei: Ein USB-Device braucht einen Pull-Up mit 1k5 an D+. Wenn man den Pin als GPIO benutzt (weil man USB nicht braucht) und der interne Bootloader aktiv wird, schaltet der den Pull-Up ein. Auch, wenn er als UART-Bootloader benutzt wird. Und auch, wenn man z.B. einen STM32L451 benutzt, der offiziell garkeine USB-Hardware hat. Da ist aber der gleiche Chip (462) drin wie im L452 und der hat USB. Und wenn du meinst, mir egal, ich flashe per SWD: so ein Bootloader startet auch mal ungefragt, wenn das Flash leer ist :) :)
Max. 5V plus einer niedrigen Uf der µC-eigenen Schutzdioden, wenn es nur um Restströme wie in diesem Fall geht. 15V oder irgendeine Spannungsteilung ist da nicht ...
Hallo, Danke euch. Ich persönlich würde besagte Dioden nicht bewusst belasten. Ist ein reiner ESD Schutz für das Bauteil Handling. Mit 10k mag das gehen. ;-)
Nein, der V1 sperrt doch bei UGS=0V. Wo soll da eine höhere Spannung herkommen? Selbst wenn der V1 1µA Leckstrom hätte, fließen die problemlos über die Schutzdiode im µC ab. Und 1µA * 10k = 10mV, d.h. V2 sperrt auch sicher.
Gast
#7896711
Manche Schaltung, die beim Einschalten kaputt ging, ist gar nicht beim einschalten kaputt gegangen, sondern beim letzten Ausschalten. Da hat es nur keiner bemerkt. Sollte man also auch beachten.
So einen Fall gab es in einem Thread. Werde diesen aber nicht versuchen zu finden. Es reicht zu wissen, dass es das gibt, wenn so ein Phenomen zufällig auftreten sollte.
Es reicht zu wissen, wer Dieter ist und woher er seine Antworten schöpft...
Sofern ich mich richtig erinnere, erachtet Atmel einem Dauerstrom von 1mA durch die Schutzdioden als problemlos. Das entspricht einer bewussten Belastung von unter 1mW.
Die Schaltung muss diesen Strom auch aufnehmen koennen. Problem ist, wenn man im Stromsparmodus unter 1mA verbraucht oder der Prozessor inerwartet startet, bis die Kondensatoren wieder entladen sind.
Du hattest 3h Zeit fuer eine fachliche Antwort. Naja, andere auch. Daher bleiben Dir nur noch persoenliche Diffamierungen. Bei 20 Diffamierungen, 5 fachliche Beitraege inklusive Threads ohne einen Beitrag von mir. Du solltest ernsthaft überlegen, in welche Richtung Du Dich weiterentwickeln moechtest. Momentan kann das die AI besser.
Du solltest ernsthaft überlegen, ohne KI Deine aufmüpfigen Antworten zu generieren! Denkst Du dadurch, dass Du im Forum punkten kannst? Ist Dir bis jetzt sehr gut gelungen...
Gast
#7896816
Wie schätzt Du Dein eigenes Auftreten und Verhalten hier ein?
Hallo, ich weiß aus diesem Forum hier das viele Leute die ESD Dioden missbrauchen. Die sind aber nicht dafür vorgesehen wie das manche Leute hier machen. Das sind ESD! Schutzdioden. Um das Bauteil zwischen Auslieferung und Einbau zu schützen. Was macht ihr wenn eine ESD Schutzdiode durch falsches Handling defekt ist, damit ihr Aufgabe im Besten Fall erledigt hat, µC ist heil geblieben aber eure Schaltung verlässt sich nun auf diese defekte Diode. Ne Leute, hier ist Missbrauch fehl am Platz.
Hallo, meine Überlegungen sind wie folgt. Wenn der µC im Reset ist bzw. die Phase bis die Pins konfiguriert sind, in der Zeit ist der Pin Eingang. Damit ist er hochohmig. Man hat einen Spannungsteiler aus 10k, dem Sperrwiderstand V1 und dem µC Eingang. Links dargestellt. Weil der 10k in der Betrachtung im Verhältnis keine Rolle spielt, kann man ihn für die Betrachtung weglassen. Damit bin ich beim rechten Spannungsteiler. Jetzt habe ich 2 sehr hochohmige Widerstände unbekannter Größe in Reihe und weiß nicht welche Spannung sich am µC Abgriff einstellt. Das sind meine Gedankengänge zum Thema.
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Gast
#7897168
Nein. Der V1 ist ein N-Kanal Mosfet. Der lässt Strom nur dann durch, wenn sein Gate positiver als der Source-Anschluss ist. Oder umgekehrt: Source muss negativer als das Gate sein. Das Gate hängt an +5V, und der Mikrocontroller-Pin am Source. Sobald Source über ca. 4.5V ansteigt, ist die Differenz zwischen Gate (+5V) und Source (+4.5V), nur noch 0.5V, was in etwa die Treshold-Spannung vom BSS138 ist. D.h. der sperrt dann und die Spannung kann nicht weiter steigen. Ein anderer Aspekt dieser Schaltung ist, dass zwar Bauteile gespart werden, aber die Gate-Spannung von V2 im geschalteten Zustand -15V beträgt. Da könnte man argumentieren, dass das unnötig viel ist und schon recht nah an den +-20V Maximum, vor allem auch, weil V2 nur bis -10V_GS spezifiziert ist. Ein Widerstand mehr und den BSS138 durch einen 1/10 so teuren Feld-Wald-Wiesen NPN-Transistor zu ersetzen, würde diese Problem lösen und die Gatespannung von V2 auch noch unabhängig von den 15V machen.
Das ist aber kein Problem.
Wenn das gewollt wäre,d ann wäre das ein sinnvolles Feature. Aber bis jetzt war wohl noch nicht die Rede davon. Hallo, @ Michael: Es geht um die Betrachtung des einen beschriebenen Zustandes. Woher weißt du welches Potential an V1 Source ist? Ich weiß nur ganz sicher das im Zustand um den es geht, der µC Pin Eingang ist und damit hochohmig. Falls das Potential am µC Pin geringfügig niedrig genug ist damit V1 etwas leitet, naja dann sind die Verhältnisse so, dass der µC Eingang im Verhältnis zu allen anderen hochohmig genug ist um fast volle 15V anliegen zu haben.
Dann erklär doch mal bitte, warum Atmel genau diese Art der Nutzung sogar in der Application Note AVR182 vorführt?
Das möchte ich sehen, dass der GPIO eines µC mit durchlegierter ESD-Schutzdiode noch normal funktioniert. Die Diode wird dir nicht den Gefallen tun, nach einem (schädigenden) Durchschlag hochohmig zu werden.
Es wäre doch denkbar, dass im Laufe der Jahre ganz verschiedene Methoden zum ESD-Schutz entwickelt wurden? Von "nichts" über Dioden mit abs max 50mA bis zu "unspezifizierte Magie"? Der Überspannungsschutz an IO-Pins sieht in der Regel so aus: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm Dabei koennen das aich Bodydioden der MOSFET im MC-Chip sein. Oder völlig anders, wenn der Pin 5V-tolerant ist...
Keine Regel ohne Ausnahme: Guck dir z.B. die ESPs an, diese komischen Exoten.
Wenn der µC-Pin tristate ist, dann kann die Spannung maximal bis VCC-V_gs Schwellspannung ansteigen, also in jedem Fall kleiner VCC. Es können bei V_gs = 0V lt. Datenblatt max 100nA Leckstrom fließen. Bitte mal das Gehirn einschalten, welche Zerstörungen riesige 100nA (= 0,0000001A) anrichten werden. Ich komme mir hier vor, wie im Kindergarten.
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Hallo, ich wollte eigentlich noch paar Gedankengänge erläutern, schenke ich mir jetzt. Wenn mir selbst Peter blöd kommt. Ich habe ja extra mein Hirn eingeschaltet und darüber nachgedacht. Wenn das im Forum nicht gewollt ist, dann stellt sich langsam die Frage worüber man im Forum noch reden darf bzw. welche Gedanken man zur Diskussion stellen darf. Wenn jeder alles wissen würde bräuchte man kein Forum zum Wissensaustausch. Viele denken einfach zu Kleinkariert in ihrer Welt. Wegen der Atmel App Note. Die Schaltung ist anders. Die hat noch einen 1MOhm Reihenwiderstand drin. Aber ja, die Dioden werden missbraucht. Ich gebe zu, es hat mich etwas genervt, wo dort hohe Spannungen herkommen sollen. Die Gateschaltung bzw. die Basisschaltung beim BJT werden selten verwendet und sind daher nicht sehr bekannt. Gate bzw. Basis bilden quasi eine Barriere über die die Source- bzw. Emitterspannung nicht steigen kann, weil der FET/BJT schon vorher sperrt. Damit eine Spannung abfallen kann, muß aber auch ein Strom fließen können. Die Gateschaltung wird z.B. auch zur Spannungsanpassung (3,3V zu 5V) beim I2C-Bus verwendet. Die 5V können da auch nicht auf die 3,3V Seite überspringen. Hallo Peter, gut, ich denke nochmal darüber nach. Die I2C Pegelanpassung hatte ich seinerzeit verstanden. Guter Einwand hiermit Parallelen zu ziehen. Bei solchen Stichpunkten und Einwänden bin ich geneigt erneut nachzudenken. Danke.
Gast
#7898528
Wie ja schon mal angemerkt, ob man was verbessern kann oder muss hängt ganz davon ab was spezifiziert ist, habe heute die Zeit gefunden das mal aufzuzeigen Mal mit Widerständen 5% plus Alterung und Temperatureffekt, die aber kaum Einfluss haben, der typischen Schwankung der GS Kapazität mit ±100pF optimistisch angenommen und der Variation der Low Und High Pegel der Transistor Basis Ansteuerung kommt man auf eine Standardabweichung der Pulslänge von 1.3us (wegen Bauteiltoleranzen) Bei einer robusten Auslegung sollte man es so in etwa mit ±4.5 Standardabweichungen noch erkennen und zwischen den verschiedenen Pulslängen sollte dann auch noch eine Sicherheitsbereich sein, d.h. man kann dann Pulslängen mit einer Auflösung von 20us Schritten voneinander unterscheiden, wenn das ausreicht dann ist es ok, wäre bei 10kHz 4 verschiedene Stufen Zu C1, beim MosFet habe ich die GS Kapazität 200pF kleiner gemacht und deshalb C1 extern mit 200pF ±100pF simuliert, wenn das auch nicht die Spannungsabhängig Kapazität abbildet so kann man doch den Einfluss von Cgs damit untersuchen
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