p-Kanal-MOSFET als Schalter

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Moin,

ich will/muss mit einer µC-Steuerung (5V, Einsatz im Auto) einige an
Masse liegende Verbraucher (z.B. Magnetpumpe, Magnetventil)
ein-/ausschalten. Dafür wollte ich einen p-Kanal-MOSFET (z.B. IRF 9540)
nutzen. S hängt an der Versorgungsspannung (Batterie, 12-14V), D an den
o.a. Teilen.

Das Gate hängt zum einen über einen Widerstand an der
Versorgungsspannung, und zum anderen über einen vom µC gesteuerten
Transistor (+ Widerstand) an Masse. Also: Versorgungsspannung - R1 -
Abgriff Gate - R2 (<<R1) - Transistor (CE) - Masse. Zusätzlich wird das
Gate mit einer Z-Diode (z.B. 15V) 'geschützt'.
Bei L am Ausgang des µC sperrt der Transistor, der MOSFET sperrt.

Ist das eine praktikable Methode der Ansteuerung? Gibt es eine
effektivere Methode (weniger Bauteile, Betriebssicherheit)? Die 5V am
Ausgang des µC dürften ja wohl nicht für ein Sperren des MOSFET
ausreichen, oder?
Muss mehr Aufwand für den Schutz des MOSFET betrieben werden?

Da es einen manuellen Override geben soll, soll die Verbindung
MOSFET-Verbraucher über ein Relais bei Bedarf getrennt werden. D würde
ohne weitere Massnahmen dann also 'in der Luft hängen'.
Mag der MOSFET das oder gibt es Probleme?
Falls ja, genügt dann ein einfacher Widerstand D-Masse (parallel zum
Verbraucher), um das Problem zu lösen?


Vielen Dank im Voraus, zaydo

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Wenn's auf den Preis nicht so ankommt nimm lieber einen integrierten
Leistungsschalter wie z.B. den BTS409L1 (Gibt's auch als zweifachen,
BTS621), da muDF%t Du Dir FC%ber das alles keine Gedanken machen. TTL- od=
er
CMOS-Pegel auf Eingang, Versorgungsspannung anlegen, fertig.

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Moin,

das Teil wäre wirklich nicht schlecht. Preis ist nicht so wichtig, zumal
dann ja einige Teile wegfallen könnten.
Allerdings passen die Daten nicht ganz. Gerade die Pumpe zieht beim
Einschalten bis zu 9A und liegt im Betrieb ziemlich dicht an der
Strombegrenzung. Des weiteren ist der R(DS) halt deutlich höher als beim
IRF, und viel Spannung darf wegen der Pumpe nicht abfallen. Gibt zudem
dann wohl noch ein Kühlproblem.
Gibt es den auch eine Nummer größer/besser?

Danke, zaydo


Philip Herzog schrieb:
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Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Moin,


Udo Zaydowicz schrieb:
[...]
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Schon gefunden. Frage bitte streichen ;-)


zaydo

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Geben tut's in der Ecke sehr viel, da die Teile gerne in der
KFZ-Elektronik eingesetzt werden - die Frage ist nur was man davon in
kleinen StFC%ckzahlen zu vernFC%nftigen Preisen bekommt.

Such' mal auf reichelt.de nach "Leistungsschalter"...

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Sieht doch gut aus, würde ich auch so machen. Dein MOSFET braucht
vielleicht so 3-4V Vgs, gib ihm ein bisschen mehr, freut er sich und
dankt es mit schön niedrigem Rds(on), wobei der natürlich bei P-Kanal
nicht so berauschend ist. Aber wenn es im Limit liegt, ist der
Mehraufwand für einen Spannungswandler zum Boosten für N-Kanal-MOSFETs
wohl nicht drin. Mach R2 nicht zu klein (so dass Spannungsspitzen im
Bordnetz, beim Schalten der Pumpen usw) Deine Z-Diode nicht zu sehr
quälen und nicht zu gross, damit der MOSFET schnell einschaltet. Daher
sollte wiederum R1 nicht zu gross werden, sonst verzögert sich das
Ausschalten. Kühlen musst Du die FETs bei den angedeuteten 9A sowieso,
dann ist das auch nicht so wild.

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Nö wieso sollte es? Es fliesst einfach nur kein Strom. Aber vergiss
bitte die Diode zwischen D und Masse nicht, schnell und nicht zu
klein, wenn Deine Pumpen und Ventile abschalten gibt's sicher
hässliche back-EMF. Für Narrensicher kannst Du auch (noch) eine
Suppressordiode an den Ausgang setzen oder eine weitere Diode
antiparallel zum MOSFET, aber so langsam wird's paranoid, so
energiereiche Überspannungen am Ausgang, dass die Body-Diode des FETs
in ernsthafter Gefahr wäre wird's wohl eher nicht geben, oder?

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Moin,


Stefan Huebner schrieb:
[...]
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Das klingt gut.



[...]
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Ich habe keine Ahnung, was das passieren könnte. Rein gefühlsmässig, was
ja eigentlich nichts mit Elektronik zu tun hat, sieht das halt nicht so
gut aus ;-)


[...]
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Ja, definitiv. Ist aber schon vorgesehen.



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Das verstehe ich nicht ganz. Wo konkret willst Du die TVS-Diode hinsetzen?



[...]
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Lieber zuviel als zuwenig ;-)



Danke, zaydo

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Philip Herzog schrieb:

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man p-Kanal


Gruß Dieter

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Nicht nur lesen, sondern mitdenken. Ob die zu erwartende Spannungsspitze
gegen Masse oder Versorgungsspannung abgeleitet wird macht in der Praxis
keinen Unterschied.

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Philip Herzog schrieb:

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Der Ball geht zurück.


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s/Praxis/Theorie, man EMV.


Gruß Dieter

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Nein, doch, nein, doch? Ohne BegrFC%ndung hE4%ttest Du Dir die Antwort
schenken kF6%nnen.

Die Spannungsspitze wird FC%ber die (niederohmige) Quelle genausogut auf
Masse abgefFC%hrt wir direkt.

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Philip Herzog schrieb:

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man EMV.



Eben nicht. Denk mal über dI/dt auf der Versorgungsleitung nach.


Gruß Dieter

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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BegrFC%ndung, nciht wiederholt wahlloses Stichwort..

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Das ist beim Abschalten sowieso schon recht groDF%, da spielt der
induzierte Strom kaum noch eine Rolle.

-   Philip
--20%
Das Gegenteil einer groDF%en Wahrheit ist auch eine
groDF%e Wahrheit. (Nils Bohr)



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Philip Herzog schrieb:

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Also lernresistent.


Gruß Dieter

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
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Du? Offensichtlich.

-   Philip
--20%
Es ist immer scheiDF%e, wenn jemand mehr Rechte hat als
Du.



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter

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Wie kann ich grob abschätzen, ob die interne Diode für die Anwendung
ausreichend ist? Oder ist die immer so dimensioniert, dass sie quasi
unkaputtbar ist?

Viele Grüße
   Wolfgang

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Hallo,

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Das steht im Datenblatt unter invers diode direct current  und invers diode
forward voltage.

Gruß Ingo



Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter
Wolfgang Berger schrieb:
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Wie schon gesagt, Datenblatt beachten und, wie Analog in seinen
Schaltregler für KFZ Datenblättern es treffend beschreibt:
If you connect to a vehicles power supply, you conntect to the supply
from hell...

Also auf Spannungsspitzen von -70V bis +200V vorbereitet sein, wenn man
dicht am Motor arbeitet. Allerdings sind die ganzen Zündsysteme heute
sehr viel besser 'abgedichtet' als früher als sind Einschläge bis über
2kV nicht mehr zu erwarten.

Gruß,

Ulrich

Re: p-Kanal-MOSFET als Schalter

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Was ist das denn wieder für ne Grabenschlacht gewesen? Ein
ausformulierter Satz hätte die meisten Missverständnisse vielleicht
mal beiliegen können. Normalerweise weiss ich Dieter's Postings ja zu
schätzen, aber diese Anhäufung von Verweisen auf fiktive Manpages und
Regulären Ausdrücken wirkt doch etwas sehr trotzig. Ich wollte mit
meiner Diode darauf hinaus, dass ich nicht weiss, was Kunde an meinen
Ausgang bastelt und wie genau er weiss, was er da tut. Daher hätte ich
zunächst eine Suppressor-Diode zwischen Ausgang und Masse gesetzt, für
den Fall, dass irgendeine energiereiche Quelle mit U>Ub am Ausgang
auftaucht. Wenn die nicht wäre, würde in so einem Fall der Strom über
die D-S-Diode des MOSFET fliessen, hab gerade mal ins Datenblatt vom
IRF9640 geguckt, weil davon gerade einer hier rumlag, die Diode hält
auch 11A Dauer und 44A Peak aus, sollte also reichen und eine
zusätzliche Diode überflüssig machen.
Aber Philip's Argument mit der niederohmigen Quelle klingt mir dann
doch zu Lehrbuchhaft. Sicher kann man die Quelle für Wechselströme als
Kurzschluss annehmen, aber bei der genannten Anwendung -meterlange
Strippen, viele Steckverbinder und Sicherungen bis zur halbwegs
niederohmigen Kfz-Batterie- passt Theorie und Praxis hier nun wirklich
nicht zusammen. Das wiederum hat aber mit Diode oder nicht Diode
nichts zu tun, wenn ein hohes dI/dt am Ausgang wird so oder so eine
Überhöhung der Versorgungsspannung der Schaltung nach sich ziehen,
weshalb die Suppressor-Diode vielleicht am Versorgungseingang der
Schaltung am besten aufgehoben wäre, der Ausgang bekäme dann auch eine
oder nur eine Freilaufdiode und ein bisschen Kapazität kann sicher
auch nicht schaden, wenn Pumpen anlaufen und Magnetventile schalten
sollen.

Stefan

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