p-Kanal-MOSFET als Schalter

U

Udo Zaydowicz

Guest
Moin,

ich will/muss mit einer ľC-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 ľC 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 ľC 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 ľC 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
 
Udo Zaydowicz wrote:
ich will/muss mit einer ľC-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.
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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 mußt Du Dir über das alles keine Gedanken machen. TTL- oder
CMOS-Pegel auf Eingang, Versorgungsspannung anlegen, fertig.

- Philip
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
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:
Udo Zaydowicz wrote:

ich will/muss mit einer ľC-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.


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 mußt Du Dir über das alles keine Gedanken machen. TTL- oder
CMOS-Pegel auf Eingang, Versorgungsspannung anlegen, fertig.

- Philip
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Moin,


Udo Zaydowicz schrieb:
[...]
Gibt es den auch eine Nummer größer/besser?
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Schon gefunden. Frage bitte streichen ;-)


zaydo
 
Udo Zaydowicz wrote:
Gibt es den auch eine Nummer größer/besser?
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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 Stückzahlen zu vernünftigen Preisen bekommt.

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

- Philip
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
Das Gate hängt zum einen über einen Widerstand an der
Versorgungsspannung, und zum anderen über einen vom ľC 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 ľC sperrt der Transistor, der MOSFET sperrt.
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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.

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?
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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?
 
Moin,


Stefan Huebner schrieb:
[...]
Sieht doch gut aus, würde ich auch so machen.
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Das klingt gut.



[...]
D würde
ohne weitere Massnahmen dann also 'in der Luft hängen'.
Mag der MOSFET das oder gibt es Probleme?


Nö wieso sollte es?
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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 ;-)


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



Für Narrensicher kannst Du auch (noch) eine
Suppressordiode an den Ausgang setzen
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Das verstehe ich nicht ganz. Wo konkret willst Du die TVS-Diode hinsetzen?



[...]
aber so langsam wird's paranoid,
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Lieber zuviel als zuwenig ;-)



Danke, zaydo
 
Udo Zaydowicz wrote:
Aber vergiss
bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,
Ja, definitiv. Ist aber schon vorgesehen.
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Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt

- Philip
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
Philip Herzog schrieb:

Aber vergiss
bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,

Ja, definitiv. Ist aber schon vorgesehen.

Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt
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man p-Kanal


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann wrote:
bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,
Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt
man p-Kanal
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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
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
Philip Herzog schrieb:

Nicht nur lesen, sondern mitdenken.
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Der Ball geht zurück.


Ob die zu erwartende Spannungsspitze
gegen Masse oder Versorgungsspannung abgeleitet wird macht in der Praxis
keinen Unterschied.
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s/Praxis/Theorie, man EMV.


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann wrote:
Ob die zu erwartende Spannungsspitze
gegen Masse oder Versorgungsspannung abgeleitet wird macht in der Praxis
keinen Unterschied.
s/Praxis/Theorie, man EMV.
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Nein, doch, nein, doch? Ohne Begründung hättest Du Dir die Antwort
schenken können.

Die Spannungsspitze wird über die (niederohmige) Quelle genausogut auf
Masse abgeführt wir direkt.

- Philip
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
Philip Herzog schrieb:

Ohne Begründung hättest Du Dir die Antwort
schenken können.
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man EMV.


Die Spannungsspitze wird über die (niederohmige) Quelle genausogut auf
Masse abgeführt wir direkt.
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Eben nicht. Denk mal über dI/dt auf der Versorgungsleitung nach.


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann wrote:
Ohne Begründung hättest Du Dir die Antwort
schenken können.
man EMV.
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Begründung, nciht wiederholt wahlloses Stichwort..

Eben nicht. Denk mal über dI/dt auf der Versorgungsleitung nach.
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Das ist beim Abschalten sowieso schon recht groß, da spielt der
induzierte Strom kaum noch eine Rolle.

- Philip
--
Das Gegenteil einer großen Wahrheit ist auch eine
große Wahrheit. (Nils Bohr)
 
Philip Herzog schrieb:

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

Das ist beim Abschalten sowieso schon recht groß, da spielt der
induzierte Strom kaum noch eine Rolle.
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Also lernresistent.


Gruß Dieter
 
Philip Herzog wrote:

bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,

Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt
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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
 
Hallo,

"Wolfgang Berger" <wberger@despammed.com> schrieb im Newsbeitrag
news:434a89a2$1@news.uni-ulm.de...
Philip Herzog wrote:

bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,

Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt


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

Gruß Ingo
 
Dieter Wiedmann wrote:
Also lernresistent.
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Du? Offensichtlich.

- Philip
--
Es ist immer scheiße, wenn jemand mehr Rechte hat als
Du.
 
Wolfgang Berger schrieb:
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?

Wie schon gesagt, Datenblatt beachten und, wie Analog in seinen
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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
 
On Mon, 10 Oct 2005 15:47:47 +0200, Philip Herzog <pha@nurfuerspam.de>
wrote:

Udo Zaydowicz wrote:
Aber vergiss
bitte die Diode zwischen D und Masse nicht,
Ja, definitiv. Ist aber schon vorgesehen.

Die ist in den meisten MOSFETs schon drin -> Datenblatt
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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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