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Thema: Highside-Schalten von 5V

  1. #1
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    Highside-Schalten von 5V

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    Hallo Gemeinde,

    ich will 12V und 5V Verbraucher auf der Plusseite schalten und die Massen alle dick miteinander verbunden halten. Es geht zum einen um sämtliche Spannungen eines PC-Netzteils (3,3 - 5 -12 V) und um einen mit 12V betriebenen Audio-Verstärker sowie einen portablen Fernseher.
    Gerade wegen der Signal-Masse muß ich wohl Highside schalten.
    Relais wären eine Möglichkeit, jedoch geht die Stromversorgung in die Knie, wenn gewisse Spannungen des Mainboards eingeschalten werden und sich alle Stützkondensatoren auf dem Mainboard schlagartig aufladen.
    Deshalb denke ich an Mosfets, deren Gate-Spannung über ein RC-Glied langsam hochgefahren werden und somit sanft einschalten. Dabei gibt es zwar Verlustleistung und Wärmeentwicklung, aber nur kurzzeitig bei den seltenen Schaltvorgängen.

    So, jetzt zur Frage:
    12V kann ich ja einfach über einen P-Kanal-Mosfet schalten. Aber 5V und 3,3V? Gibt es P-Kanal-Mosfets mit so niedriger Gatespannung, sprich Logig-Level-P-Kanal-Mosfets? Sollten ganz normale Dreibeiner im TO220-Gehäuse oder so ähnlich sein.
    Oder kann ich die 5V und 3,3 V mit N-Kanal-Mosfets schalten, denn ich hab' ja oberhalb die 12V als Gatespannung, das müßte zumindest für Logic-Level reichen.
    Und muß ich dann beim Ausschalten das Gate auf dem Level der zu schaltenden Spannung halten oder ganz auf Masse runterziehen?

    Vielen Dank für jeglichen Input...
    Toemchen

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Unter "Profet" gibt es einiges zu High Side switches (und auch zu Visionen und Zukunft [-o< ).
    Es gibt auch ganz preisgünstige Ausführungen wie bei Pollin angeboten
    BTS409 2,3A 0,5€
    BTS426 7,0A 0,85€
    Ich fürchte nur, die Schaltgeschwindigkeit ist nicht so leicht beeinflußbar.
    Manfred

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Daß es einerseits so einfach und günstig geht, hatte ich gar nicht gedacht.
    Aber andererseits MUSS ich langsam schalten, und das Datenblatt gibt wirklich überhaupt nichts in Richtung "Schaltgeschwindigkeit beeinflussen" her.
    Wenn ich auf der Powerseite wieder mit Drosseln arbeite, um den Stromanstieg zu bremsen, dann kann ich gleich wieder zu den Relais zurückkehren. So hab' ichs nämlich jetzt auch hingepfuscht.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Nun muß ich nochmal eine präzisere Frage stellen:

    Wenn ich nun einen 5V-Verbraucher highside mit einem N-Kanal-Mosfet schalten will und auch 12V zur Verfügung habe, dann kann ich doch das Gate über einen Pullup nach 12V ziehen und habe zumindest für Logic-Level-Fets genügend Steuerspannung.

    Zum Abschalten ziehe ich dann das Gate per Open Collector Schaltung auf Masse. Die 5V-Last wird dank Stützkondensatoren noch kurz auf 5V bleiben, ich ziehe also das Gate unterhalb dieses Levels. Das macht aber nichts, oder?

    Andersherum: Wenn ich das Gate nur auf 5V ziehe, ist im Moment des Abschaltens die Welt in Ordnung. Wenn aber die Last mangels weiterer Stromzufuhr dann Source weiter Richtung Masse zieht, wird der Fet wieder leitend, bis am Lastwiderstand wieder Spannung aufgebaut wird, und sich letztendlich so ein schwimmender Zustand einstellt.

    Stimmen diese Gedankengänge?

    Ich kanns auch ausprobieren, aber es gibt da so viele Unwägbarkeiten. Ein funktionierender Aufbau ist noch kein gültiges Schaltungsprinzip.

    Kann mir einer nur kurz sagen: Ja, so macht mans, Gate ganz auf Masse runterziehen. Dann bin ich glücklich.

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    So ein isoliertes Gate von einem N MOS FET verträgt auch -5V Gate Source Spannung.

    Die 7V Gate Source Spannung reichen auch, je nach Strom, für die meisten "nicht" logic level MOS FETs.

    Manfred

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