Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik High Side Switch Mosfet


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von Fabian Z. (fabi_z)



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Hallo,

ich möchte zwei verschiedene High-Side Power Switch für mein Messboard 
aufbauen.

Schaltung 1.)

Ganz normaler High Side welcher mit +3,3V den Mosfet durchschaltet, um 
meine 5V durchzuschalten. Die nachfolgende Schaltung benötigt lediglich 
1A, dementsprechend glaube ich, dass die ausgewählten Komponenten 
ausreichen sollten. Oft werden noch Dioden mit eingefügt. Dies habe ich 
nicht, da ich noch nicht verstehe, wofür diese genau sind und welche 
Vorteile diese mir in der Schaltung bringen. Wie könnte ich meine 
Schaltung noch optimieren und robuster und besser machen?

Schaltung 2.) (funktioniert noch nicht)

Gleiches Szenario jedoch habe ich als Schaltspannung keine 3,3V, sondern 
lediglich -0,5V. Derzeit bin ich noch am Rätseln wie ich ein npn oder 
etwas anderes dazu bewegen kann, mit -0.5V durchzuschalten. Ich habe die 
Befürchtung das die Schaltung in Realität nicht richtig funktionieren 
wird. Tatsächlich bin ich überfragt und würde mich freuen, wenn Ihr auch 
für Schaltung 2 einen Ansatz unterbreiten könntet. Des Weiteren hat 
meine Schaltung das Problem, das diese nicht vollständig sperrt.

Ich bedanke mich vielmals und freue mich auf eure konstruktiven 
Meinungen und Vorschläge.

Grüße
Fabi

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Fabian Z. schrieb:
> wie ich ein npn oder
> etwas anderes dazu bewegen kann, mit -0.5V durchzuschalten.

Gar nicht. Mit 0,5V (egal ob positiv oder negativ) wird nun mal weder 
MOSFet noch Transistor zum durchschalten bewegt. Du musst also vor dem 
Schaltteil erstmal verstärken. Geht z.B. mit einem Komparator.

: Bearbeitet durch User
von Klaus H. (hildek)


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Naja, dann muss du halt die Basis um zwei-, dreihundert mV positiv 
vorspannen, z.B. mit einer Schottky-Diode. Siehe Bild.
Wie kritisch (Temperatur) das in der Praxis ist, weiß ich nicht.

von Klaus H. (hildek)


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Fabian Z. schrieb:
> Des Weiteren hat
> meine Schaltung das Problem, das diese nicht vollständig sperrt.

Nun, du hast den generischen MOSFET verwendet, suche dir mal einen 
passenden Typen mit realem Modell. Zudem sind 100k Last schon sehr hoch, 
da reichen ein paar µA Reststrom für ein paar hundert mV Restspannung.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Fabian Z. schrieb:
> Des Weiteren hat
> meine Schaltung das Problem, das diese nicht vollständig sperrt.

Dann mess mal die Spannung über R5 im Ein- und Ausschaltzustand, weil 
das die gleiche Spannung, wie am Gate ist.

von Obelix X. (obelix)


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Fabian Z. schrieb:
> Oft werden noch Dioden mit eingefügt. Dies habe ich
> nicht, da ich noch nicht verstehe, wofür diese genau sind und welche
> Vorteile diese mir in der Schaltung bringen. Wie könnte ich meine
> Schaltung noch optimieren und robuster und besser machen?

Wenn alle mit viel Erfahrung eine Diode einsetzen, warum machst du das 
dann nicht auch? Wo sitzt die Diode? Was hast du für eine Last am 
Ausgang?

von Harald A. (embedded)


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Darf man fragen woher die -0,5V Schaltspannung kommen?

von Arno R. (arnor)


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Die ganze Sache kommt mir sehr bekannt vor...

Beitrag "Enable mit negativer Spannung -0,8V"

von Fabian Z. (fabi_z)


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Hallo,

entschuldigt mein verspätetes zurückschreiben.

@Arno R. tatsächlich ist es sehr ähnlich, jedoch kenne ich die andere 
Person nicht. Ich habe aber auch einen Blick in diesen Beitrag geworfen 
um zu schauen ob ich etwas davon verwenden kann. Leider aber nein, da 
ich nur -0,5V habe.

@Harald A. Ich muss mit dieser Spannung ein IC von Macom ansteuern. Also 
meine Frage hat absolute Daseinsberechtigung.

Ich habe jetzt mal die Schaltung von @Klaus H. ausprobiert. Diese 
funktioniert, jedoch habe ich immer noch bedenken, das diese robust 
funktioniert. Des Weiteren habe ich Sorge bezüglich der Schwankungen 
über Temperaturänderungen.

Des Weiteren bin ich mir unsicher mit dem Mosfet da ich doch gerne Id 
=2-3A hätte. Die Rohm Serie S8M41 würde gehen, ist aber sehr teuer. 
BSS84 geht auch, ist aber Strom technisch begrenzt.

Welchen Mosfet würdet Ihr wählen? Das Problem viele sind in LtSpice 
nicht drin, und ich fühle mich zu unsicher, ohne vorher einen Test 
mithilfe einer Simulation zu machen.

Anbei die neue Schaltung.

Grüße

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Fabian Z. schrieb:
> Ich habe aber auch einen Blick in diesen Beitrag geworfen
> um zu schauen ob ich etwas davon verwenden kann. Leider aber nein

Doch, du kannst die viel einfachere Version von mir nehmen, die ich im 
Anhang für deine Verhältnisse, unter Verwendung der von Klaus 
vorgeschlagenen Vorspannungserzeugung, angepasst habe.

Der verkrüppelte Emitterfolger mit dem Widerstand in der 
Kollektorleitung ist nicht nur überflüssig, sondern sogar schädlich, 
weil er den Spannungshub am Mosfet-Gate deutlich reduziert und damit 
schlechteres Schaltverhalten entsteht.

von H. H. (hhinz)


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Fabian Z. schrieb:
> Leider aber nein, da
> ich nur -0,5V habe.

Und warum da nur 0,5V sind, das ist ein Staatsgeheimnis....

von Andreas M. (amesser)


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Zwischen BSS84 und SH8M41 liegen doch Welten und die sind beide völlig 
ungeeignet. BSS84 macht nur wenige mA, SH8M41 ist für 80V spezifiziert. 
Was du willst ist eher sowas wie ein AO3401.

von Fabian Z. (fabi_z)


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@Arno A. Vielen Dank für deine Schaltung. Ich werde diese direkt mal 
ausprobieren.

Glaubst du durch die Diode gibt es im ungünstigsten Fall ein 
Temperaturdrift?

Was für ein tolles Tool verwendest du da zum Simulieren?


@H.H In der Fet Welt fühle ich mich noch nicht ganz sicher, deshalb 
vielen Dank dir für deinen Vorschlag :)

von Arno R. (arnor)


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Fabian Z. schrieb:
> Glaubst du durch die Diode gibt es im ungünstigsten Fall ein
> Temperaturdrift?

Die Schottky-Diode hat etwa die gleiche Drift wie die Ube des 
Transistors, das hebt sich also gegenseitig auf.

> Was für ein tolles Tool verwendest du da zum Simulieren?

Siehe Anhang. Lässt sich aber wohl nicht mehr downloaden.

von Arno R. (arnor)


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Arno R. schrieb:
> Lässt sich aber wohl nicht mehr downloaden.

Doch geht noch:

https://www.ti.com/tool/TINA-TI

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