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Thema: Transistor? Relais? Optokoppler?

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Transistor? Relais? Optokoppler?

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    Hallo,
    ich möchte mit einem 5V-PWM-Signal mehrere 12V-LED-Lampen ansteuern. Die genaue Anzahl kenne ich noch nicht und möchte das Ganze daher so groß wie möglich auslegen. Da ich das 15x brauche wären evtl. Arrays sinnvoll.

    Wie mache ich das jetzt am besten? Mit MOFETs oder Optokopplern? Was muss ich beachten? Wo sind die Vorteile, wo die Nachteile?

    Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

    Gruß,
    Kevin

  2. #2
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    Bei LED Lampen wird man wohl kein Array Nutzen können, weil man da eher die volle Helligkeit haben will. Optokoppler würden eine galvantische Trennung geben - da sehe ich bisher noch keinen Grund für. Der Optokoppler wäre auch keine Alternative, sondern eine Ergänzung. Als Schaltelement wäre MOSFETs wohl am besten geeignet, eventuell auch Treiber ICs wie ULN2003 oder einfache Transistoren. Welche Typen gehen hängt vom Strom ab.

  3. #3
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Bei LED Lampen wird man wohl kein Array Nutzen können, weil man da eher die volle Helligkeit haben will.
    Ich dachte auch nur ein Array-Bauelement zu verwenden wegen der kompakten Bauweise, es dann aber einzeln anzusteuern.

    Optokoppler würden eine galvantische Trennung geben - da sehe ich bisher noch keinen Grund für.
    Trennt ein Transistor nicht auch galvanisch? Der Steuerstrom ist doch völlig unabhängig vom Leistungsstrom - oder?

    Der Optokoppler wäre auch keine Alternative, sondern eine Ergänzung.
    genau das ist, was ich nicht verstanden habe. Die können doch das gleiche oder? Bei angelegter Spannung auf der einen Seite wird die andere Seite geschaltet?!?!

    Als Schaltelement wäre MOSFETs wohl am besten geeignet,[...]
    Das hab ich auch überall gelesen, aber warum?

    [...]eventuell auch Treiber ICs wie ULN2003[...]
    Das sieht vielversprechend aus. Ich muss allerdings gestehen, dass ich hier nicht verstanden habe, wie das funktioniert. Außerdem muss hier vermutlich eine galvanische Trennung eingebaut werden.

    oder einfache Transistoren. Welche Typen gehen hängt vom Strom ab.
    möglichst viel Strom halt Die Idee ist, dass die Anzahl der Anzuschließenden LEDs-Balken nur durch das Netzteil begrenzt wird und nicht durch die Steuerelektronik.

    Gruß,
    Kevin

  4. #4
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    Hallo,

    ein Transistor trennt nicht galvanisch, es gibt weiterhin eine elektrische Verbindung zwischen Steuer- und Leistungsteil, einen gemeinsamen Bezugspunkt.

    Der Optokoppler wäre auch keine Alternative, sondern eine Ergänzung.
    genau das ist, was ich nicht verstanden habe. Die können doch das gleiche oder? Bei angelegter Spannung auf der einen Seite wird die andere Seite geschaltet?!?!
    Mehr oder weniger ja. Allerdings sind Optokoppler nicht dazu gedacht, große Lasten zu schalten, die schaffen vielleicht 10mA-50mA am Ausgang wenn überhaupt.

    MOSFETs eignen sich besonders gut, weil sie 1) keinen dauerhaften Basisstrom brauchen wie beim Transistor 2) viel niederohmiger sind und damit größere Ströme mit vergleichsweise geringen Verlusten (Erwärmung) schalten können.

    ULN2003 bestehen aus 7 unabhängigen Darlingtons (Transistoren hintereinander geschaltet). Du kannst damit etwa 500mA schalten, wenn allerdings mehrere "Kanäle" aktiv sind, dann weniger aufgrund Erwärmung. Ist allerdings eine feine Sache, weil die ICs sehr kompakt sind und ein einfaches Platinenlayout zulasssen, sich auswechseln lassen und relativ günstig sind.

    Es kommt jetzt ganz darauf an, mit wie vielen LEDs du pro Balken rechnest. Damit lässt sich die zu schaltende Stromstärke ausrechnen und dann kann man sich für eine Lösung entscheiden. Vermute aber, dass du mit MOSFETs auf der sicheren Seite bist, vor allem um später auch noch genug "Reserven" zu haben, um auch höhere Ströme schalten zu können.

    Grüße, Bernhard

  5. #5
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    Hallo,
    ein Transistor trennt nicht galvanisch, es gibt weiterhin eine elektrische Verbindung zwischen Steuer- und Leistungsteil, einen gemeinsamen Bezugspunkt.
    Die Konsequenz dieser Aussage verstehe ich nicht. Kann man einen Transistor nicht auch so steuern:
    http://imageshack.us/photo/my-images...ransistor.jpg/

    Allerdings sind Optokoppler nicht dazu gedacht, große Lasten zu schalten, die schaffen vielleicht 10mA-50mA am Ausgang wenn überhaupt.
    Das hab ich so schon fast vermutet.

    MOSFETs eignen sich besonders gut, weil sie 1) keinen dauerhaften Basisstrom brauchen wie beim Transistor 2) viel niederohmiger sind und damit größere Ströme mit vergleichsweise geringen Verlusten (Erwärmung) schalten können.
    Wenn ich das richtig verstehe haben MOSFETs nur vorteile gegenüber Transistoren und haben diese so gut wie verdrängt. oder?

    ULN2003 bestehen aus 7 unabhängigen Darlingtons (Transistoren hintereinander geschaltet)
    Den Plan hab ich gesehen, was ich nicht verstehe ist wie die ganzen Transistoren einzeln gestuert werden sollen über einen einzigen Pin - oder können die das nicht?

    Du kannst damit etwa 500mA schalten, wenn allerdings mehrere "Kanäle" aktiv sind, dann weniger aufgrund Erwärmung.
    Dann ist das Ding schon gestorben und ich bleib bei klassischen MOSFETs.

    Es kommt jetzt ganz darauf an, mit wie vielen LEDs du pro Balken rechnest. Damit lässt sich die zu schaltende Stromstärke ausrechnen und dann kann man sich für eine Lösung entscheiden. Vermute aber, dass du mit MOSFETs auf der sicheren Seite bist, vor allem um später auch noch genug "Reserven" zu haben, um auch höhere Ströme schalten zu können.
    Wie gesagt 12V und unter normalen Umständen bis 15A. Gerne würde ich mir aber auch wesentlich mehr offen halten. Sicherlich werden aber irgendwann die MOSFETs auch teuer. Vor allem, da ich 15 Stück brauche...

    Gruß,
    Kevin

  6. #6
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    Zitat Zitat von KevinTk Beitrag anzeigen
    1 Die Konsequenz dieser Aussage verstehe ich nicht. Kann man einen Transistor nicht auch so steuern:
    http://imageshack.us/photo/my-images...ransistor.jpg/

    2 Wenn ich das richtig verstehe haben MOSFETs nur vorteile gegenüber Transistoren und haben diese so gut wie verdrängt. oder?
    1 nein: ohne Basisstrom (BE) kein Laststrom (CE), strom (auch Basisstrom) fliest nunmal nur in einem geschlossenen Kreis.

    2 ich glaube nicht, das man das so sehen kann. Jeder Anwendung der "passende" (aus welchem Grund auch immer) Bauteil. Wenn das so wäre, würde heute kein bipolarer Transistor mehr am Markt sein.
    der Vorteil des unipolaren Transistor ist die "leistungslose" Ansteuerung.

  7. #7
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    eigentlich hatte ich auch mehr sowas gedacht.
    http://imageshack.us/photo/my-images...ansistorb.jpg/
    Wenn ich mir das recht ansehe ist das aber auch keine galvanische Trennung.

    Sind eigentlich Schaltzeiten bei MOSFETs ein Thema? Schließlich soll so ein PWM-Signal vielleicht 200Hz haben. Will man bis prozentgenau regeln können bedeutet das Schaltzyclen von 33µs.
    Gibt es Tabellen, wo ich mein Bauteil nach Kriterien suchen kann oder muss ich hunderte Datenblätter studieren um ein geeignetes MOSFET zu finden?

  8. #8
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    Hallo,
    auf mikrocontroller.net gibt es eine Tabelle zum Vergleichen.
    Siehe: http://www.mikrocontroller.net/artic...mente#N-MOSFET
    Grüße,
    Bernhard

  9. #9
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    Hi,
    super Tabelle! Vielen Dank!

    Demnach müsste IRLZ34N also genau richtig für mich sein.
    max 55V, max 30A, 35 mOhm On-Widerstand & Gatespannung kompatibel mit 5V-Controllern. Schaltzeit ~ 0.1µs

    Vermutlich sind auch bei 12V nicht mehr als 30A drin.
    Was die 35mOhm On-Widerstand für mich bedeuten verstehe ich nicht.

    Da die Elektronikwelt ziemliches Neuland für mich ist muss ich die dumme Frage stellen, ob ich noch was bei dem Schaltplan beachten muss.
    Insbesondere die Platzierung von notwendigen oder sinnvollen Widerständen ist für mich eine schwer zu überblickende Angelegenheit.

    Gruß,
    Kevin

  10. #10
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    Die 35 mOhm sind der ungefähre Widerstand im eingeschalteten Zustand. Beispielsweise würde bei 10 A an Strom eine Spannung von etwa 0,35 V am MOSFET verloren gehen, und der MOSFET gibt 3,5 W an Wärme ab.

    Die 35 A sind mehr ein theoretisches Limit für den Kurzzeitbetrieb - immerhin fallen dann schon rund 1 V ab, und es werden 35 W verheitzt. Realistischer ist etwa die Hälfte nutzbar - darüber sollte man einen anderen größeren MOSFET nehmen.

    Für den Anfang sollte man eher mit kleineren Strömen anfangen. Normale LED brauchen ja eher 20 mA als 30 A.

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