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PeterU

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1

Donnerstag, 11. März 2010, 08:48

Hilfe beim Entwerfen eines MOSFET-Schalters

Hallo,

kann mir jemand bezüglich eines MOSFET-Schalters ein wenig auf die
"Sprünge" helfen?

Ich möchte einen elektronischen Schalter (MOSFET) bauen, welcher die
folgenden Parameter besitzen sollte:

1. Schaltung der Plus (+) Leitung mit 60V sowie 20A.
2. Der Schalter soll im Grundzustand immer auf "Ein" stehen.
D.h., egal ob eine Spannung am Schalter anliegt oder nicht, er sollte immer
leitend sein.
3. Durch einen mech. Schalter sollte er explizit ausgeschaltet werden können.
4. Der mech. Schalter sollte in einer "2. Ausbaustufe" gegen eine Elektronik mit Taster
( FlipFlop?) ersetzt werden.

Meine Kenntnisse bezogen auf MOSFET's sind leider ein wenig verloren gegangen.
Ich hoffe mir kann jemand helfen!


Gruß
Peter
MfG

Peter
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TDR im Aufbau, Blade CX2[/SIZE]

2

Donnerstag, 11. März 2010, 12:10

RE: Hilfe beim Entwerfen eines MOSFET-Schalters

Hallo Peter,

Zitat

Original von PeterU
1. Schaltung der Plus (+) Leitung mit 60V sowie 20A.

also ein "P-Kanal" Typ. Source an (+), zwischen Drain und (-) liegt die Last. Gate über einen Spannungsteiler auf Source minus ca.10V halten, dann leitet der FET. Schalter zwischen Source und Gate: Wenn Schalter "ein", dann FET "aus".
Wenn es egal ist: gängiger wäre es, den (-)Pol mit einem N-Kanal FET zu schalten. Da bekommt man leichter welche mit niedrigem Einschalt-Widerstand. Dann ca. +10V am Gate für "an", und 0V (Schalter gegen -Pol) für "aus".

Grüße,

Thomas

PeterU

RCLine User

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3

Donnerstag, 11. März 2010, 13:02

Hallo Thomas,
danke für die Info.
So richtig verstehe ich das noch nicht.

"... also ein "P-Kanal" Typ ..."
müsste hier ein Verarmungstyp (selbstleitend), oder Anreicherungstyp (selbstsperrend)
benutzt werden.

"... Gate über einen Spannungsteiler auf Source minus ca.10V halten, dann leitet der FET. Schalter zwischen Source und Gate: Wenn Schalter "ein", dann FET "aus" ...."
???
Ein Spannungsteiler besteht doch aus 2 Widerständen?
10V? Gibt es auch FET's mit Ugs = 5V?
Schließt man mit dem Schalter Source und Gate kurz?
Würdest Du mir evtl. eine kleinen Schaltplan zur Verfügung stellen?

"... Wenn es egal ist: gängiger wäre es, den (-)Pol mit einem N-Kanal FET zu schalten. ..."
Kann es hierbei nicht zu Potentialproblemen kommen?

Gruß
Peter
MfG

Peter
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4

Donnerstag, 11. März 2010, 13:30

Zitat

Original von PeterU
"... also ein "P-Kanal" Typ ..."
müsste hier ein Verarmungstyp (selbstleitend), oder Anreicherungstyp (selbstsperrend)
benutzt werden.

Power-Mosfets sind meines Wissens nach immer Anreicherungstypen. Legt man das Gate auf Source-Potential, sperren die.

Zitat


"... Gate über einen Spannungsteiler auf Source minus ca.10V halten, dann leitet der FET. Schalter zwischen Source und Gate: Wenn Schalter "ein", dann FET "aus" ...."
???
Ein Spannungsteiler besteht doch aus 2 Widerständen?
10V? Gibt es auch FET's mit Ugs = 5V?

Sicher wird der FET auch mit kleineren Spannungen leitend. Wenn Du nur 5V verwenden willst, solltest Du auf entsprechende Typen ("Logic Level") zurückgreifen, die schon bei 1-2V aufmachen, damit bei 5V der ON-Widerstand schon sehr klein ist.

Zitat


Schließt man mit dem Schalter Source und Gate kurz?

ja, denn bei Ugs=0 sperrt der FET.

Zitat


Würdest Du mir evtl. eine kleinen Schaltplan zur Verfügung stellen?

wenn nötig...

Zitat


"... Wenn es egal ist: gängiger wäre es, den (-)Pol mit einem N-Kanal FET zu schalten. ..."
Kann es hierbei nicht zu Potentialproblemen kommen?

kommt drauf an, was Du damit schalten willst und wie das Gesamtsystem aussieht, d.h. ob das Masse-Potential Deines Verbrauchers relevant ist oder nicht

PeterU

RCLine User

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5

Donnerstag, 11. März 2010, 13:49

Hallo Thomas,
danke für die Infos.

"... Power-Mosfets sind meines Wissens nach immer Anreicherungstypen. Legt man das Gate auf Source-Potential, sperren die. ..."
???
Anreicherungstyp (selbstsperrend) = Der MOS-FET befindet sich immer im Sperr-Zustand (deshalb selbstsperrend), wenn keine positive Spannung zwischen Gate- und Source-Anschluss anliegt. --> Quelle: Elektronik-Fibel


"...wenn nötig..."

Das wäre wirklich sehr nett.


"... "Logic Level" ..."
Kennst Du evtl eine Typbezeichnung?

Nachtrag: Ich habe gerade eine Liste gefunden: http://www.mikrocontroller.net/articles/…-%C3%9Cbersicht
MfG

Peter
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »PeterU« (11. März 2010, 13:51)


6

Donnerstag, 11. März 2010, 13:57

Eben - wenn man das Gate auf Source-Potential legt, hat man keine positive Spannung zwischen Source und Gate. Bei P-Kanal Typen muß man (gegenüber Source) eine negative Spannung anlegen, damit er leitet.

Für den Schaltplan und Typauswahl des FETs wäre es nützlich, zu wissen, ob das Masse-Potential der Last auf Masse der Spannungsversorgung liegen muß oder getrennt werden darf. Oder anders gefragt: wo hättest Du das Potentialproblem lieber, auf der Seite der späteren Ansteuer-Elektronik (Flipflop), oder auf Seite der Last?

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Ottili« (11. März 2010, 14:04)


PeterU

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7

Donnerstag, 11. März 2010, 21:20

Hallo Thomas,
"... Masse-Potential der Last auf Masse der Spannungsversorgung liegen muß oder getrennt werden darf. Oder anders gefragt: wo hättest Du das Potentialproblem lieber, auf der Seite der späteren Ansteuer-Elektronik (Flipflop), oder auf Seite der Last? ..."

Das Potentialproblem wäre ggf. besser bei der späteren Ansteuer-Elektronik
aufgehoben.

Unabhäng irgendwelcher Potentialproblem (war ja auch nur angemerkt) glaube
ich wirklich, dass ein derartiger Schalter wesentlich einfacher mit einem
NFET zu realisieren wäre und damit die Minus (-) Leitung geschaltet wird.
MfG

Peter
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8

Donnerstag, 11. März 2010, 22:34

Hallo Peter,

hier ist ein kleiner Schaltplan.
Wegen dem Transistor und seinen Parametern musst Du mal schauen, welchen Du nimmst. Aus der Liste aus Deinem Link dürfte wohl der IRFP2907 der geeignetste sein. 60V sind halt doch schon eine verhältnismäßig hohe Spannung, wenn man dann auch noch einen Typen mit niedrigem RDSon sucht. Letzteres sollte schon auch möglichst niedrig sein, um die Verlusleistung in Grenzen zu halten. Der IRF2910 würde auch gehen, aber mit seinen 23 mOhm würde er bei 20A fast 10W Verlustleistung verbraten.
Ob's auch geeignete Logic-Level Typen in diesem Bereich gibt, die auch erhältlich und bezahlbar sind, weiß ich nicht, ist aber auch nicht so wichtig. Notfalls baust Du halt noch einen Schalttransistor zwischen Deine künftige 5V-Logik und das Gate des FETs.

Grüße,

Thomas
»Ottili« hat folgendes Bild angehängt:
  • fetschalter.gif

PeterU

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9

Donnerstag, 11. März 2010, 22:52

Hallo Thomas,
ich Danke Dir!!!

Ich habe gerade einen interessanten High Side MOSFET Driver "BTS555"
gefunden.
Der hat zwar keine 60 V, ist dafür aber extrem belastbar.
MfG

Peter
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