Forum

Hallo,

habe nun bissel gebastelt, meine Ansteuerung des Mosfets mittels einem Transistor und davor Optokoppler funzt prächtig am Arduino. Allerdings habe ich Probleme ab ca. 5kHz Schaltfrequenz, dann fängt der Mosfet an zu heizen. Ich denke das ich da durch die einfache Schaltung im analogen Bereich des Mosfets zu lange verweile. Egal, meine neue Lösung nun:

Ich baue eine kleine Schaltung mit 2 Optokopplern am Eingang, da dran einen MCP14E10 (Microchip) und dann zwei Mosfets dran. Der Optokoppler macht bis 50kHz keine Probleme (habe ich getestet). Sollte doch mehr erforderlich sein, so kann ich den IC ja auch direkt am Arduino anschließen (dann gibts eben leider keine Potentialtrennung). Schön ist, das ich ganz einfach am IC die Ausgänge sperren kann. Ich muß mir nur noch die passenden dicken Mosfets aussuchen.

Kriterium wäre fürn Mosfet ein zu schaltender Strom von maximal 10 Ampere bei maximal 48 Volt. Minimal sinds paar mAmpere bei 12 Volt.

Danke fürs tapfere Lesen des langen Textes...

Meine Frage: Klar funktioniert das mit einem einfachen Mosfet. Gibt es da auch einfach zu beschaltende Bauteile, wo ich eine Temperaturüberwachung und eine Strombegrenzung (Überstromsicherung) mit drin habe?

Mein Steuer-IC hält nur 18 Volt aus, also muß ich davor einen kleinen Spannungsregler schalten (12 Volt)? Das Gate der Mosfets bekommt damit maximal 12 Volt, reicht also. Sollte ich doch mal weniger Spannung haben (5 Volt), dann wirds eh nix mehr, oder?

Alles erinnert an ein Solid-State-Relais, kann man kaufen. Aber Selbstbau macht doch irgendwie mehr Spaß...

LG Sel

» Hallo,
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» habe nun bissel gebastelt, meine Ansteuerung des Mosfets mittels einem
» Transistor und davor Optokoppler funzt prächtig am Arduino. Allerdings habe
» ich Probleme ab ca. 5kHz Schaltfrequenz, dann fängt der Mosfet an zu
» heizen. Ich denke das ich da durch die einfache Schaltung im analogen
» Bereich des Mosfets zu lange verweile. Egal, meine neue Lösung nun:
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» Ich baue eine kleine Schaltung mit 2 Optokopplern am Eingang, da dran einen
» MCP14E10 (Microchip) und dann zwei Mosfets dran. Der Optokoppler macht bis
» 50kHz keine Probleme (habe ich getestet). Sollte doch mehr erforderlich
» sein, so kann ich den IC ja auch direkt am Arduino anschließen (dann gibts
» eben leider keine Potentialtrennung). Schön ist, das ich ganz einfach am IC
» die Ausgänge sperren kann. Ich muß mir nur noch die passenden dicken
» Mosfets aussuchen.
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» Kriterium wäre fürn Mosfet ein zu schaltender Strom von maximal 10 Ampere
» bei maximal 48 Volt. Minimal sinds paar mAmpere bei 12 Volt.
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» Danke fürs tapfere Lesen des langen Textes...
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» Meine Frage: Klar funktioniert das mit einem einfachen Mosfet. Gibt es da
» auch einfach zu beschaltende Bauteile, wo ich eine Temperaturüberwachung
» und eine Strombegrenzung (Überstromsicherung) mit drin habe?
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» Mein Steuer-IC hält nur 18 Volt aus, also muß ich davor einen kleinen
» Spannungsregler schalten (12 Volt)? Das Gate der Mosfets bekommt damit
» maximal 12 Volt, reicht also. Sollte ich doch mal weniger Spannung haben (5
» Volt), dann wirds eh nix mehr, oder?
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» Alles erinnert an ein Solid-State-Relais, kann man kaufen. Aber Selbstbau
» macht doch irgendwie mehr Spaß...
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

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MCP14E10



Einfach nur ein Mosfet-Treiber-IC.

LG Sel

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» MCP14E10
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» Einfach nur ein Mosfet-Treiber-IC.
»
» LG Sel

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ich kenn das IC...

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/25005A_MCP14E9.pdf

kann viele kHz.. sollte nicht so sehr warm werden.

Du kannst mal mit ProFETs von Infineon probieren, die haben Schutzeinrichtungen eingebaut.
http://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-and-high-side-switches/channel.html?channel=db3a30433dfcb54c013dfda067250219

zB... der ist aber net so schnell...musst halt aussrechnen.
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/BTS432%23INF.pdf

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» ich kenn das IC...
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» http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/25005A_MCP14E9.pdf
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» kann viele kHz.. sollte nicht so sehr warm werden.
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» Du kannst mal mit ProFETs von Infineon probieren, die haben
» Schutzeinrichtungen eingebaut.
» http://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-and-high-side-switches/channel.html?channel=db3a30433dfcb54c013dfda067250219
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» zB... der ist aber net so schnell...musst halt aussrechnen.
» http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/BTS432%23INF.pdf

ProFET - das suchte ich! Danke. Jetzt komm ich weiter

Wobei... Bei Einsatz eines Profet kann ich mir den Treiber-IC eigentlich sparen...

Edit: der BTS432E2 wirds vielleicht, denke der ist schnell genug und verträgt ne Menge! Mit dem BTS555 wäre ich bei 10 Ampere auf der ganz sicheren Seite. Ok, ist etwas teurer. Egal. Ich suche noch bissel.

LG Sel

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» ProFET - das suchte ich! Danke. Jetzt komm ich weiter
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» Wobei... Bei Einsatz eines Profet kann ich mir den Treiber-IC eigentlich
» sparen...
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» Edit: der BTS432E2 wirds vielleicht, denke der ist schnell genug und
» verträgt ne Menge! Mit dem BTS555 wäre ich bei 10 Ampere auf der ganz
» sicheren Seite. Ok, ist etwas teurer. Egal. Ich suche noch bissel.
»
» LG Sel

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Anfang Juni habe ich einen Vorschlag mit dem ProFET und Optokoppler gemacht:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=237220&page=0&category=all&order=last_answer

Grüße
Gerald
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» Transistor und davor Optokoppler funzt prächtig am Arduino. Allerdings habe
» ich Probleme ab ca. 5kHz Schaltfrequenz, dann fängt der Mosfet an zu
» heizen. Ich denke das ich da durch die einfache Schaltung im analogen
» Bereich des Mosfets zu lange verweile. Egal, meine neue Lösung nun:
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» Ich baue eine kleine Schaltung mit 2 Optokopplern am Eingang, da dran einen
» MCP14E10 (Microchip) und dann zwei Mosfets dran. Der Optokoppler macht bis
» 50kHz keine Probleme (habe ich getestet). Sollte doch mehr erforderlich
» sein, so kann ich den IC ja auch direkt am Arduino anschließen (dann gibts
» eben leider keine Potentialtrennung). Schön ist, das ich ganz einfach am IC
» die Ausgänge sperren kann. Ich muß mir nur noch die passenden dicken
» Mosfets aussuchen.
»
» Kriterium wäre fürn Mosfet ein zu schaltender Strom von maximal 10 Ampere
» bei maximal 48 Volt. Minimal sinds paar mAmpere bei 12 Volt.
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» Danke fürs tapfere Lesen des langen Textes...
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» Meine Frage: Klar funktioniert das mit einem einfachen Mosfet. Gibt es da
» auch einfach zu beschaltende Bauteile, wo ich eine Temperaturüberwachung
» und eine Strombegrenzung (Überstromsicherung) mit drin habe?
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» Mein Steuer-IC hält nur 18 Volt aus, also muß ich davor einen kleinen
» Spannungsregler schalten (12 Volt)? Das Gate der Mosfets bekommt damit
» maximal 12 Volt, reicht also. Sollte ich doch mal weniger Spannung haben (5
» Volt), dann wirds eh nix mehr, oder?
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» macht doch irgendwie mehr Spaß...
»
» LG Sel
Bei elv gab es mal einen Bausatz Elektronische Last. Da wurde der Mosfet so angesteuert oder so ähnlich. Zwischen Gate und - gab es da noch einen Schunt und von da eine Leitung zum - Eingang des OP. Damit konnte man den Mosfet dann praktisch stetig regeln (Konstantstrom) Wenn man den OP weglässt und dafür die Optokoppler/Widerstandkombination dann sollte das auch funktionieren.

» » Hallo,
» »
» » habe nun bissel gebastelt, meine Ansteuerung des Mosfets mittels einem
» » Transistor und davor Optokoppler funzt prächtig am Arduino. Allerdings
» habe
» » ich Probleme ab ca. 5kHz Schaltfrequenz, dann fängt der Mosfet an zu
» » heizen. Ich denke das ich da durch die einfache Schaltung im analogen
» » Bereich des Mosfets zu lange verweile. Egal, meine neue Lösung nun:
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» » Ich baue eine kleine Schaltung mit 2 Optokopplern am Eingang, da dran
» einen
» » MCP14E10 (Microchip) und dann zwei Mosfets dran. Der Optokoppler macht
» bis
» » 50kHz keine Probleme (habe ich getestet). Sollte doch mehr erforderlich
» » sein, so kann ich den IC ja auch direkt am Arduino anschließen (dann
» gibts
» » eben leider keine Potentialtrennung). Schön ist, das ich ganz einfach am
» IC
» » die Ausgänge sperren kann. Ich muß mir nur noch die passenden dicken
» » Mosfets aussuchen.
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» » Kriterium wäre fürn Mosfet ein zu schaltender Strom von maximal 10
» Ampere
» » bei maximal 48 Volt. Minimal sinds paar mAmpere bei 12 Volt.
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» » Danke fürs tapfere Lesen des langen Textes...
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» » Meine Frage: Klar funktioniert das mit einem einfachen Mosfet. Gibt es
» da
» » auch einfach zu beschaltende Bauteile, wo ich eine Temperaturüberwachung
» » und eine Strombegrenzung (Überstromsicherung) mit drin habe?
» »
» » Mein Steuer-IC hält nur 18 Volt aus, also muß ich davor einen kleinen
» » Spannungsregler schalten (12 Volt)? Das Gate der Mosfets bekommt damit
» » maximal 12 Volt, reicht also. Sollte ich doch mal weniger Spannung haben
» (5
» » Volt), dann wirds eh nix mehr, oder?
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» » Alles erinnert an ein Solid-State-Relais, kann man kaufen. Aber
» Selbstbau
» » macht doch irgendwie mehr Spaß...
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» » LG Sel
» Bei elv gab es mal einen Bausatz Elektronische Last. Da wurde der Mosfet so
» angesteuert oder so ähnlich. Zwischen Gate und - gab es da noch einen
» Schunt und von da eine Leitung zum - Eingang des OP. Damit konnte man den
» Mosfet dann praktisch stetig regeln (Konstantstrom) Wenn man den OP
» weglässt und dafür die Optokoppler/Widerstandkombination dann sollte das
» auch funktionieren.
»
»
»

oder lieber so?

---» »
» » LG Sel
» Bei elv gab es mal einen Bausatz Elektronische Last. Da wurde der Mosfet so
» angesteuert oder so ähnlich. Zwischen Gate und - gab es da noch einen
» Schunt und von da eine Leitung zum - Eingang des OP. Damit konnte man den
» Mosfet dann praktisch stetig regeln (Konstantstrom) Wenn man den OP
» weglässt und dafür die Optokoppler/Widerstandkombination dann sollte das
» auch funktionieren.
»
»
»

---
Hi,

bitte überprüfe nochmals den Treiber zum MOSFET.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» »
»
» oder lieber so?
»
»

So ist es. Lieber so, weil diese Endstufe muss eine komplementäre Emitterfolger-Schaltung sein.

BTW nicht vergessen, R2 so nahe wie möglich an das Gate des MOSFET.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Danke! Hatte ich gar nicht gelesen....
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=237220&page=0&category=all&order=last_answer

Für den BTS555:
Den schließe ich direkt über einen Widerstand von 1 kOhm am Transistor des Optokopplers an (Pin 2). Den Pin 4 lass ich offen. Sollte zwischen Pin 3 und 1,5 noch eine kräftige Schottky-Diode? Schaden kanns nicht. Und die maximale Betriebsspannung wäre dann eben 34 Volt, kann ich leben damit. Liege ich richtig?
Das Problem Kühlung werde ich ausprobieren, viel wird nicht notwendig sein bei 10 Ampere (sind Halogenlampen, also der erste Stromstoß geht an die 100 Ampere, wenn die Spannung nicht grade zusammenbricht am Trafo oder über die Zuleitung, gedimmt wird über PWM). Bestechend ist der extrem geringe Strombedarf vom BTS555 wenn der "aus" ist...

LG Sel

Hallo,

der Schnell-Und-Einfach-Bastler löst dieses Problem klassisch entweder

ohne galvanische Trennung bis 15V Versorgungsspannung mit
- p-Kanal MOSFET in der high side
- invertierender low side Treiber IC (z.B. IXYS IXDI609PI)

- n-Kanal MOSFET in der low side (z.B. IRF540NPBF)
- nichtinvertierender low side Treiber IC (z.B. IXYS IXDD609PI)

mit galvanischer Trennung
- n-Kanal MOSFET (z.B. IRF540NPBF)
- isolierter Gatetreiber (z.B. HCPL-J314)
- isolierter DC/DC-Wandler (z.B. TRACO TMA 0515S).

Der sparsame Bastler mit
- N-Kanal MOSFET
- Level-Shifter statt Optokoppler
- Boot-Strap-Schaltung statt DC/DC-Wandler
- nichtinvertierender low side Treiber IC
- das ganze möglich auch als IC (z.B. UCC27201)

Überstrom und Übertemperatur geht dann nur diskret über Stromerfassung (Shunt, Kompensationswandler etc.) bzw. Temperaturmessung (Thermoelement) und dann entsprechende Auswertung.

Alles zusammen integriert nennt sich dann IPM (intelligent power module). Gibt es aber nicht als Einzelschalter, da sinnlos. Für größere Leistungen (kW, MW) maximal als Doppelschalter/Brückenzweig, für die kleinen Leistungen nur als Sixpack, vielleicht auch H-Brücke. Da kann man die Brückenzweige aber entsprechend parallel schalten. Dann sind die low-side-Schalter zwar überflüssig aber man kann immerhin die niederinduktiv angebundene Freilaufdiode nutzen. Beispiel wäre IRAM136-3023B.

Die genannten Smart Switches von IFX sind nach wie vor viel zu langsam für das Schalten im kHz-Bereich. Die sind ausgelegt, um mechanische Relais zu ersetzen.
- t_on und t_off im Bereich x00us.
- dv/dt im Bereich x V/us
Wenn man die tatsächlich bei Tastverhältnis um 0.5 mit Mühe an die Taktgrenze zwingt, werden die Schaltverluste enorm sein.

Grüße.

»
» ---
» Hi,
»
» bitte überprüfe nochmals den Treiber zum MOSFET.
»
» Grüße
» Gerald
» ---
Na dann halt so herum
Nachgebaut hab ich es richtig herum in meiner elektronischen Last
Da es den Bausatz nicht mehr gibt, hab ich die Ausgangsstufen von hier
http://www.elv.de/Elektronische-Last-EL-7000-Teil-12/x.aspx/cid_726/detail_34146
mit der Ansteuerung von hier
http://www.elv.de/Einfache-elektronische-Last/x.aspx/cid_726/detail_34493
kombiniert und dazu noch so ein Messgerät eingebaut
http://www.ebay.de/itm/New-20A-AC-Digital-LED-Power-Panel-Meter-Monitor-Power-Energy-Voltmeter-Ammeter-/161766070781?hash=item25aa0259fd:g:reIAAOSw9N1VsD4z
Und schon hat man mal was, um ein Netzteil zu testen oder auch mal die Kapazität eines Akkus zu messen.

Vielen Dank für diese guten Gedanken!
Was mir trotzdem Mühe macht sind nicht die Treiberstufen, sondern entsprechend schnelle Leistungs-Mosfet. Und diese noch mit kleiner Eingangskapazität. Paar nF im kHz-Takt schnell umzuladen ist relativ stromintensiv.

So mal schnell was zusammenlöten geht dann eben nicht. Zum Schalten größerer Lasten, ok, klappt. Aber eben nicht so gut bei PWM-Ansteuerung. Und lernen will ich ja auch noch was, daher eben selbst bauen irgendwie...

LG Sel

» Vielen Dank für diese guten Gedanken!
» Was mir trotzdem Mühe macht sind nicht die Treiberstufen, sondern
» entsprechend schnelle Leistungs-Mosfet. Und diese noch mit kleiner
» Eingangskapazität. Paar nF im kHz-Takt schnell umzuladen ist relativ
» stromintensiv.
»
» So mal schnell was zusammenlöten geht dann eben nicht. Zum Schalten
» größerer Lasten, ok, klappt. Aber eben nicht so gut bei PWM-Ansteuerung.
» Und lernen will ich ja auch noch was, daher eben selbst bauen irgendwie...
»
» LG Sel
Mosfets größerer Leistung sind praktisch auf dem Chip parallel geschaltete Mosfets. Und wie das halt so ist bei parallelen Kapazitäten, die sind dann halt groß. Deshalb gibt es bei meinem Beispiel die beiden Transistoren, welche den Ausgang des OP entlasten. Theoretisch kannst du eigentlich auch einen 555er als Treiber nehmen, wenn du ihn als Schmitttrigger schaltest. Der 555 bringt in Ausgang glaub 200mA und das nach + und -. Das sollte zum Umladen reichen.

Hallo,

ist dir klar, dass einer der wichtigsten Aufgaben eines MOS-Treibers eben genau dieses schnelle Umladen der Eingangskapazitäten ist?

Die Performance einer MOSFET-Technologie bei gegebener Sperrspannung ist in erster Näherung durch das Produkt aus Gateladung x Durchlasswiderstand gegeben (google "MOSFET Figure of Merit"!). Wer also wenig Durchlassverluste will, muss viel Kapazität umladen. Wer schnell schalten will, muss schnell umladen. Wer etwas signifikant jenseits der FOM sucht, muss auf einen Quantensprung bei zukünftigen Chipgenerationen hoffen oder wird scheitern.

Grüße.


» Vielen Dank für diese guten Gedanken!
» Was mir trotzdem Mühe macht sind nicht die Treiberstufen, sondern
» entsprechend schnelle Leistungs-Mosfet. Und diese noch mit kleiner
» Eingangskapazität. Paar nF im kHz-Takt schnell umzuladen ist relativ
» stromintensiv.
»
» So mal schnell was zusammenlöten geht dann eben nicht. Zum Schalten
» größerer Lasten, ok, klappt. Aber eben nicht so gut bei PWM-Ansteuerung.
» Und lernen will ich ja auch noch was, daher eben selbst bauen irgendwie...
»
» LG Sel