TIP 142 STM - Hohe Schaltverluste

[frozenflame]

Hey Leute,

ich bin momentan dabei einen Raspberry Pi gesteuerten LED Strip Dimmer zu realisieren, das funktioniert soweit auch ganz gut, allerdings gibt es bei hohen Frequenzen ( 600 hz? ) extrem hohe Schaltverluste, der Transistor erreicht dabei Temperaturen bis zu 100°C.
Die Softwareseitige Steuerung erfolgt mittels WiringPi, wenn ich die LED-Strips stark dimme gibt es kaum Wärmeentwicklung, nur wenn ich den LED Strip kaum dimme also wie gesagt bei höheren Frequenzen.

Wie bereits im Titel erwähnt handelt es sich bei dem Transistor um einen TIP 142 ( Datenblatt: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/155449-da-01-en-TRANSISTOR_TIP142_STM.pdf ).
Das Netzteil für die LED-Strips hat eine Spannung von 12V mit einer Stromstärke von 7A.

Hier einmal eine grafische Darstellung:
klick (http://i.imagebanana.com/img/9xatu8hq/breadboard.png)

Statt dem 270 Ohm Widerstand habe ich auch schon testweise einen mit nur 200 Ohm verwendet.

Ich hoffe mir kann jemand von euch helfen, breits im Vorraus vielen Dank für eure Antworten (:

[nikolaus10]

Hallo

Wie viel Input Signal gibst du den dem Transistor.
Der brauch schon min 2V und 5 mA um groessere Stroeme zu schalten.

Wie gross sind den deine Schaltstroeme ?

1A ist auch schon immerhin min. 1W was im Transitor verbraten wird.
Ist nun mal kein Power MOS FET

KR

[frozenflame]

Hey,

danke für Deine schnelle Antwort.
Der GPIO-Pin des Pi's kann 3,3V mit bis zu 20mA liefern, sollte also ausreichen.

Kannst du mir eventuell einen Power MOS FET als Alternative empfehlen?

[Manf]

Der Transistor hat einen Wärmewiderstand von 40°C/W.
Bei 80°C Temperaturerhöhung wären das 2W.
Mit 2V Kollektorspannung wären das 1A.
Das klingt normal, was kann man ändern? Wärmeabfuhr oder Kollektorspannung?
Man könnte einen Kühlkörper einsetzen oder einen Fet nehmen mit geringem Kanalwiderstand.

den vielleicht
HEXFET Power MOSFET IRL520NS
oder
Power MOSFET SUD50N03-11

[frozenflame]

Der Transistor hat einen Wärmewiderstand von 40°C/W.
Bei 80°C Temperaturerhöhung wären das 2W.
Mit 2V Kollektorspannung wären das 1A.
Das klingt normal, was kann man ändern? Wärmeabfuhr oder Kollektorspannung?
Man könnte einen Kühlkörper einsetzen oder einen Fet nehmen mit geringem Kanalwiderstand.

den vielleicht
HEXFET Power MOSFET IRL520NS
oder
Power MOSFET SUD50N03-11

Danke erstmal auch für deine fixe Antwort.
Meine Elektrotechnik-Kenntnisse sind leider noch etwas begrenzt, aber was müsste ich alles an dem Schaltungsaufbau ändern? Die Dimmung erfolgt ja mittels PWM und der ganze Grundaufbau des MOSFETs ist anders als bei dem TIP 142.

[Klebwax]

Meine Elektrotechnik-Kenntnisse sind leider noch etwas begrenzt ...
Wie Manf gerechnet hat, ist eigentlich alles im grünen Bereich. Bei 1A sind diese Werte zu erwarten, die Ansteuerung ist also ok. Diesen Fall hat der Hersteller vorausgesehen und das Gehäuse mit einem Loch versehen. Einfach ein Stück Blech an den Transistor schrauben und schauen, wie warm er (und das Blech) dann wird. Ist einfacher, als den Umgang mit FETs zu lernen.

MfG Klebwax

[Kabelkasper]

Einfach ein Stück Blech an den Transistor schrauben und schauen, wie warm er (und das Blech) dann wird. Ist einfacher, als den Umgang mit FETs zu lernen.

aber beim nächsten Projekt sind es dann nicht nur 1A und das kleine Kühlblech reicht auch nicht mehr oder der Spannungsfall von 2V am (Darlington-)Transistor stört grundsätzlich. Dann führt kein Weg am FET vorbei.
Und die von Manf vorgeschlagenen Typen sind sogar mit 5V anzusteuern.
Daher mein Vorschlag an frozenflame: den IRL520NS bei Pollin (oder anderswo) besorgen und wieder etwas dazulernen !
Für diese Anwendung gilt: das Gate entspricht der Basis, Source entspricht dem Emitter und Drain dem Kollektor. Und weil der FET quasi keinen Strom braucht, um eingeschaltet zu bleiben, noch 100kOhm zwischen Gate und Source löten falls die ansteuernde Schaltung nicht aktiv auf 0V ausschaltet.

KK

[frozenflame]

aber beim nächsten Projekt sind es dann nicht nur 1A und das kleine Kühlblech reicht auch nicht mehr oder der Spannungsfall von 2V am (Darlington-)Transistor stört grundsätzlich. Dann führt kein Weg am FET vorbei.
Und die von Manf vorgeschlagenen Typen sind sogar mit 5V anzusteuern.
Daher mein Vorschlag an frozenflame: den IRL520NS bei Pollin (oder anderswo) besorgen und wieder etwas dazulernen !
Für diese Anwendung gilt: das Gate entspricht der Basis, Source entspricht dem Emitter und Drain dem Kollektor. Und weil der FET quasi keinen Strom braucht, um eingeschaltet zu bleiben, noch 100kOhm zwischen Gate und Source löten falls die ansteuernde Schaltung nicht aktiv auf 0V ausschaltet.

KK

Perfekt, auf so eine Antwort habe ich gewartet (:
Der IRL520NS ist bestellt und wird hoffentlich die Tage ankommen.. bin auch der Meinung, dass etwas neues dazu lernen einfach besser ist, als einfach einen Kühlkörper dran zu schrauben.
Echt ein super Forum, noch mal vielen Dank an euch alle.

Ich hoffe es ist nun Ordnung, wenn ich mich nochmal melde, falls ich noch irgendwelche Probleme haben sollte :b

[frozenflame]

So, nach extrem langem Warten ist der IRL520NS nun endlich da, ich hab nur dummerweise vergessen 100k Ohm Widerstaände mit zu bestellen.
Die einzigen Widerstände, die ich noch da habe und den 100k an nähesten kommen sind 10k oder 1M.

Kann ich damit auch was anfangen? Oder müssen es unbedingt 100k Ohm sein?

[Besserwessi]

Die Pull down Widerstände sind unkritisch. !0 K gehen da auch ohne Probleme - das gibt nur einen Minimal höheren Strom (ca. 0.2 mA) für den Widerstand. 1 M könnte auch noch gehen ist aber ggf. langsamer beim Abschalten wenn die Schaltung hochohmig wird - in der Regel geht es ja sogar auch ohne den Widerstand.

[frozenflame]

Die Pull down Widerstände sind unkritisch. !0 K gehen da auch ohne Probleme - das gibt nur einen Minimal höheren Strom (ca. 0.2 mA) für den Widerstand. 1 M könnte auch noch gehen ist aber ggf. langsamer beim Abschalten wenn die Schaltung hochohmig wird - in der Regel geht es ja sogar auch ohne den Widerstand.

Danke für deine Antwort! :)

Ich muss leider nochmal nerven, ich habe leider nur die D2PAK Bauform von dem IRL520NS bekommen, "Drain" ist ja dementsprechend abgeschnitten, daher habe ich an alle Anschlüsse von dem MOSFET ein Breadboardkabel gelötet und den in meinem ersten Post gezeigten Schaltungsaufbau beibehalten.

Vor Source und Gate habe ich noch einen 10k Widerstand gesteckt.
Leider tut sich beim PWM-Schalten nichts. Habe ich eventuell irgendetwas falsch verstanden?

[Besserwessi]

An sich sollte es mit dem MOSFET funktionieren. Ein Test wäre es mal die Spannung am Gate zu messen, oder das Gate testweise von den an 12 V anzusteuern, also noch ganz ohne µC / Computer. Wie groß ist denn der Wiederstand vom µC zum Gate - bei 10 K nach Source sollten es schon weniger als 1 K sein - etwa die 270 Ohm aus der Schaltung mit dem TIP142.

Bei der relativ kleinen Bauform muss man aufpassen das der FET nicht zu heiß wird. Viel mehr als etwa 0,25 W wird der so vermutlich nicht vertragen.

[frozenflame]

Ich habe erst versucht den MOSFET und alle weiteren Komponenten auf eine Lochrasterplaine zu löten, leider hat sich die kleine Lötspitze schon relativ aufgelöst, weswegen das alles etwas schwieriger war. Der Lötkolben hat zwar nur 15W, aber kann sein, dass er zwischendurch mal zu heiß geworden ist... :/

Bin derzeit nicht Zuhause, werde dann aber später mal die Spannung am Gate messen und testweise direkt die 12V aufs Gate zu legen.

Hier ein Bild meiner aktuellen Verkabelung:
http://img21.myimg.de/breadboard1c1881_thumb.jpg (http://www.myimg.de/?img=breadboard1c1881.png)

Vielleicht fällt dir ja noch irgendetwas an meiner Schaltung auf. Danke (:

[Besserwessi]

Im Bild ist der 10 K Widerstand zwischen GND und Source - das ist falsch, denn so muss der ganze Laststrom auch durch den 10 K Widerstand. Source gehört direkt auf GND und die 10 K von GND zum Gate.

[frozenflame]

Aber auf dem Gate liegt doch das PWM-Kabel und der 270 Ohm Widerstand. Muss ich dann das PWM-Kabel und den Widerstand aufs Drain legen und GND + 10K aufs Gate, oder wie genau meinst du das?

[sast]

Ich hab jetzt keinen D2Pak hier rumliegen. Aber hast du mal gemessen, ob es eine Verbindung zwischen Pin2 und dem rückseitigen Anschluss gibt. Es hat ja seinen Grund, warum gerade dieser Pin so kurz ist.

sast

[frozenflame]

Ich hab jetzt keinen D2Pak hier rumliegen. Aber hast du mal gemessen, ob es eine Verbindung zwischen Pin2 und dem rückseitigen Anschluss gibt. Es hat ja seinen Grund, warum gerade dieser Pin so kurz ist.

sast

Bis jetzt noch nicht, werde ich dann auch nachher mal machen, wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass der MOSFET beim Löten ( längerer Kontakt ) kaputt gegangen ist?

[Besserwessi]

An das Gate kommen die 270 Ohm und die 10 K. Alternativ können die 10 K auch von GND an den PWM Eingang. Die 10 K dienen vor allem dazu ein definiertes Low am Gate zu bekommen, wenn kein Signal anliegt. An sich muss die Schaltung auch ohne den Widerstand gehen.

Es braucht schon relativ hohe Temperaturen oder lange Zeiten, um den MOSFET Wirklich zu zerstören. Solange die Schaltung noch nicht stimmt würde ich nicht von einem defekten Teil ausgehen.

[frozenflame]

An das Gate kommen die 270 Ohm und die 10 K. Alternativ können die 10 K auch von GND an den PWM Eingang. Die 10 K dienen vor allem dazu ein definiertes Low am Gate zu bekommen, wenn kein Signal anliegt. An sich muss die Schaltung auch ohne den Widerstand gehen.

Es braucht schon relativ hohe Temperaturen oder lange Zeiten, um den MOSFET Wirklich zu zerstören. Solange die Schaltung noch nicht stimmt würde ich nicht von einem defekten Teil ausgehen.

Habe jetzt erstmal testweise den 10k Widerstand entfernt, funktioniert nun, das Problem mit den hohen Schaltverlusten, sprich der hohen Wärkeentwicklung besteht allerdings nach wie vor.
Der MOSFET wird locker 100°C heiß :/

Führt da kein Weg an einem Kühlkörper vorbei?

[Besserwessi]

Das DPak Gehäuse ist nunmal nicht besonders groß. Da reichen so frei auf dem Steckbrett schon 100-200 mW um eine unangenehm hohe Temperatur zu erreichen. Auf eine richtigen Platine wird über die Lötanschlüsse schon einiges mehr an Wärme abgegeben - vor allem wenn die Platine eine genügend große Kupferfläche als "Kühlkörper" bereitstellt. Ganz ohne zusätzliche Kühlung wird es ab etwa 1 A nicht gehen.

Wie hoch ist den die PWM Frequenz und der Strom ? Die Verluste setzen sich zusammen aus den Verlusten durch R_On und Umschaltverlusten. Je höher die PWM Frequenz, desto wichtiger werden die Umschaltverluste. Da könnte man ggf. noch etwas weniger erreichen, wenn man die 270 Ohm verkleinert. Für ein kleineres R_On müsste man ggf. einen "größeren" MOSFET nutzen. Der IRL520 ist nicht gerade die beste Wahl für mehr als 1-2 A, wegen recht hohen Spannung ist R_on halt auch relativ groß.

[frozenflame]

Das DPak Gehäuse ist nunmal nicht besonders groß. Da reichen so frei auf dem Steckbrett schon 100-200 mW um eine unangenehm hohe Temperatur zu erreichen. Auf eine richtigen Platine wird über die Lötanschlüsse schon einiges mehr an Wärme abgegeben - vor allem wenn die Platine eine genügend große Kupferfläche als "Kühlkörper" bereitstellt. Ganz ohne zusätzliche Kühlung wird es ab etwa 1 A nicht gehen.

Wie hoch ist den die PWM Frequenz und der Strom ? Die Verluste setzen sich zusammen aus den Verlusten durch R_On und Umschaltverlusten. Je höher die PWM Frequenz, desto wichtiger werden die Umschaltverluste. Da könnte man ggf. noch etwas weniger erreichen, wenn man die 270 Ohm verkleinert. Für ein kleineres R_On müsste man ggf. einen "größeren" MOSFET nutzen. Der IRL520 ist nicht gerade die beste Wahl für mehr als 1-2 A, wegen recht hohen Spannung ist R_on halt auch relativ groß.

Die Frequenz von dem PWM Eingang habe ich testweise auf 880 gestellt ( 1023 ist das Maximun, ab da hat der LED Strip die komplette Helligkeit ) und der Strom liegt bei 3,3 V.

Naja, die 7A von dem Netzteil liegen ja weit über den von dir erwähnten 1-2 A.
ich werde die 270 Ohm dann nochmal auf 100 reduzieren

[Besserwessi]

Irgendwie geht da was durcheinander:
Mit den 880 und 1023 als Maximum ist offensichtlich das PWM Verhältnis gemeint, nicht die Frequenz. Die hätte als Einheit noch Hz oder kHz dazu.
Für die Schaltverluste ist die Frequenz, der Strom und die Spannung wichtig - als 1. Näherung für die Schaltverluste gibt es halt Frequenz * Spannung * Strom * Schaltzeit.

Der Strom wird nicht in V gemessen - das wäre dann eine Spannung. Beim Strom kommt es auch den Strom an, der tatsächlich während der an Phase fließt, nicht was das Netzteil theoretisch liefern kann.

Bei der Wahl des MOSFETs ist auch noch wichtig zu wissen wie hoch die Spannung vom PWM Signal ist. Mit nur 3,3 V ist man da schon deutlich eingeschränkt bzw. müsste noch einen Treiber für mehr Spannung vorsehen. Bei der Wahl des MOSFETs geht es vor allem darum das er mit der kleinen Gate Spannung arbeitet und einen genügend kleine Anwiderstand hat. Ein möglicher Kanditat wäre etwa ein ILF7401 - allerdings nur im SO8 SMD Gehäuse und auch nur für 20 V.

[frozenflame]

Irgendwie geht da was durcheinander:
Mit den 880 und 1023 als Maximum ist offensichtlich das PWM Verhältnis gemeint, nicht die Frequenz. Die hätte als Einheit noch Hz oder kHz dazu.
Für die Schaltverluste ist die Frequenz, der Strom und die Spannung wichtig - als 1. Näherung für die Schaltverluste gibt es halt Frequenz * Spannung * Strom * Schaltzeit.

Der Strom wird nicht in V gemessen - das wäre dann eine Spannung. Beim Strom kommt es auch den Strom an, der tatsächlich während der an Phase fließt, nicht was das Netzteil theoretisch liefern kann.

Bei der Wahl des MOSFETs ist auch noch wichtig zu wissen wie hoch die Spannung vom PWM Signal ist. Mit nur 3,3 V ist man da schon deutlich eingeschränkt bzw. müsste noch einen Treiber für mehr Spannung vorsehen. Bei der Wahl des MOSFETs geht es vor allem darum das er mit der kleinen Gate Spannung arbeitet und einen genügend kleine Anwiderstand hat. Ein möglicher Kanditat wäre etwa ein ILF7401 - allerdings nur im SO8 SMD Gehäuse und auch nur für 20 V.

War vielleicht alles etwas schwammig und verwirrend von mir formuliert.
Hier nochmal alle Details:

Der LED-Strip ist ca. 16m lang, die Stromversorgung erfolgt über ein 12V Netzteil mit einer Stromstärke von 7A.

Das Raspberry Pi liefert über den PWM Ausgang eine Spannung von 3,3V.
Über Wiring Pi kann ein Wert von 0 - 1023 zugewiesen werden, wieviel Hz das entspricht müsste ich später mal nachgucken.

Das RPi hat auch noch 5V Stromversorgungen, könnte ich nicht theoretisch noch einen MOSFET dazwischen schalten?
Ich hab mir überlegt, dass ich über den 3,3V PWM ausgang mit Hilfe des MOSFETS die 5V schalte, welche den MOSFET, an dem die 12V anliegen schaltet.

Die 5V müssten dann ja theoretisch ausreichen, um den MOSFET voll durchzuschalten, oder? Und da beim schalten der 5V nicht viel abfällt sollte der erste MOSFET ja auch nicht sonderlich warm werden.

[Besserwessi]

Ein 3,3 V PWM Signal ist relativ wenig und schränkt die Wahl des MOSFETs deutlich ein, wenn man direkt damit steuern will. Es gibt aber gerade für niedrige Spannungen auch passende MOSFETs - allerdings sind das halt SMD Typen, die ggf. die Platine zur Kühlung brauchen. Der IRL520 ist da eine Möglichkeit, aber halt gut nur für eher wenig Strom bis etwa 1 A. Wenn man da keinen passenden Typ findet, gäbe es die Möglichkeit das PWM Signal auf 5 V oder auch 12 V zu bringen. Allerdings wird man dazu wohl keinen MOSFET, sondern eher ein IC nehmen, etwa ein 74 HCT... um auf 5 V zu kommen, oder einen extra Gate Treiber wie etwa icl7667 (5 oder 12 V). 5V reicht nicht für alle MOSFETS, sonder nur die Logic Level Typen, aber da hat man dann schon reichlich Auswahl.

Die Angabe beim Netzteil dürfte die Maximale Stromstärke sein, das reicht nicht aus um den tatsächlichen Strom zu bestimmen. Das es weniger als 7 A sind wissen wir auch so, sonst wäre der kleine IRL520 schon zu heiß geworden. Der tatsächliche Strom hängt vom LED Strip ab - sollte sich da irgendwo in der Anleitung finden, und sei es auch nur als Leistung. Alternativ könnte man den Strom mit dem Multimeter nachmessen.

Der PWM Wert hat erst einmal nichts mit der PWM Frequenz zu tun. Die kann in weiten Grenzen unabhängig eingestellt werden. Bei der recht leistungsfähigen Hardware sind vermutlich auch bei den 10 Bit Auflösung noch störend hohe Frequenzen möglich. Da hilft nur nachmessen oder nachlesen in der Beschreibung zum Programm. Für LEDs sollten es etwa 200-10000 Hz sein.

Die Umschaltverluste hängen von der PWM Frequenz, aber nicht vom PWM Wert ab - darüber kann man auch Prüfen wieso der MOSFET ggf. warm wird.

[frozenflame]

Ich hätte noch einen ULN2003A da, kann ich den auch verwenden? Ansonsten bestelle ich gleich die Sachen, muss heute sowierso noch was bei Reichelt ordern. Der LED Strip verbraucht 71W, also benötigt er einen Strom von ca. 5,91A.
Wieviel Hertz sind denn bei LEDs am optimalsten zum dimmen? Also sprich, dass die Schaltverluste so gering wie möglich sind und kein Flackern zu sehen ist?

Danke nochmal für deine ganze Mühe mir bei der Lösung zu helfen (:

[Klebwax]

@frozenflame

Nachdem dir mein Vorschlag einfach einen Kühlkörper an den TIP zu schrauben nicht gefallen hat, wird dir auch der jetzige nicht gefallen. Nim einen integrierten MOSFET Driver, der mit 12V arbeitet und mit 3,3V angesteuert werden kann. Dahinter kann dann eigentlich jeder FET eingesetzt werden.

MfG Klebwax

[Besserwessi]

Der ULN2003 hilft nur relativ wenig.

Für fast 6 A ist der IRL520 definitiv zu klein selbst mit Kühlung. Ganz ohne etwas Kühlung wird aber auch dann schwer, bzw. der MOSFET recht groß. Wenn man dem MOSFET etwa 1 W an Verlustleistung zubilligt, dürfte der Spannungsabfall etwa 150 mV betragen bzw. der Widerstand noch etwa 20 mOhm. Das braucht auch schon einen recht großen MOSFET - mit 3,3 V Gatespannung wird es schon nicht so einfach und man müsste ggf. 2 oder 3 parallel nehmen.

Hier ein paar Möglichkeiten:
1) 2 bis 4 Stück IRLML6344 parallel. Das ist eine kleine SMD Bauform, und braucht eine Platine als Kühlung.
2) 2 mal IRF7401 (SO8 Gehäuse) - auch hier wird man wohl eine Platine brauchen.
3) ein Gate Treiber ICL7667 und dann ein richtig großer MOSFET wie IRL1004 oder IRF3708 oder IRLU8721(da reichen auch 5 V) oder IRF1404 (bräuchte 12 V)
Für 5 V würde wohl auch ein billiges Logic IC wie 74HCT04 als "Treiber" reichen. Bei mehr MOSFETS parallel muss jeder einen eigenen Widerstand am Gate (z.B. 50 Ohm) haben.

[frozenflame]

@frozenflame

Nachdem dir mein Vorschlag einfach einen Kühlkörper an den TIP zu schrauben nicht gefallen hat, wird dir auch der jetzige nicht gefallen. Nim einen integrierten MOSFET Driver, der mit 12V arbeitet und mit 3,3V angesteuert werden kann. Dahinter kann dann eigentlich jeder FET eingesetzt werden.

MfG Klebwax


Danke für den Vorschlag (: Einfach einen Kühlkörper draufpacken minimiert die Schaltverluste ja nicht und löst daher nicht das eigentlich Problem, deshalb fand ich die Lösung mit dem MOSFET besser. Habe jetzt aber auch einen MOSFET Driver bestellt, mal hoffen, dass das hilft...



Der ULN2003 hilft nur relativ wenig.

Für fast 6 A ist der IRL520 definitiv zu klein selbst mit Kühlung. Ganz ohne etwas Kühlung wird aber auch dann schwer, bzw. der MOSFET recht groß. Wenn man dem MOSFET etwa 1 W an Verlustleistung zubilligt, dürfte der Spannungsabfall etwa 150 mV betragen bzw. der Widerstand noch etwa 20 mOhm. Das braucht auch schon einen recht großen MOSFET - mit 3,3 V Gatespannung wird es schon nicht so einfach und man müsste ggf. 2 oder 3 parallel nehmen.

Hier ein paar Möglichkeiten:
1) 2 bis 4 Stück IRLML6344 parallel. Das ist eine kleine SMD Bauform, und braucht eine Platine als Kühlung.
2) 2 mal IRF7401 (SO8 Gehäuse) - auch hier wird man wohl eine Platine brauchen.
3) ein Gate Treiber ICL7667 und dann ein richtig großer MOSFET wie IRL1004 oder IRF3708 oder IRLU8721(da reichen auch 5 V) oder IRF1404 (bräuchte 12 V)
Für 5 V würde wohl auch ein billiges Logic IC wie 74HCT04 als "Treiber" reichen. Bei mehr MOSFETS parallel muss jeder einen eigenen Widerstand am Gate (z.B. 50 Ohm) haben.

Welche Methode hälst du für am effektivsten? Wie ich das Problem letztendlich in den Griff bekomme ist relativ egal :p
Ich habe jetzt mal alle von dir aufgelisteten Komponenten bei Reichelt mitbestellt.

[Besserwessi]

So groß ist der Unterschied zwischen den beiden Wegen nicht. Für das Steckbrett oder Lochraster ist definitiv der Weg mit Gate-Treiber und einem großen MOSFET besser. Da ist man auch von den Details des PWM Ausgangs unabhängiger - es klappt halt auch noch mit 2,5 V oder wenn der nur 0,1 mA liefern kann. Auch kann die PWM Frequenz höher liegen weil schneller geschaltet werden kann. Für LEDs sollten aber 200 Hz ausreichen.

Wenn es darum geht das ganze sehr klein und günstig für große Stückzahlen zu kriegen wäre es wohl mit den speziellen MOSFETs effektiver - das braucht nur halt eine Platine und wird auf dem Lochraster sehr schwer. Bei den Verlusten kommt man in beiden Fällen so in den Bereich 0,5-1 W. Bei den FETs mit 3,3 V Gatespannung haben auch Exemplarstreuungen einen merklichen Einfluss - zwischen guten und schlechten Exemplaren ist der Unterschied deutlich. D.h. dann aber auch das man von einem Prototypen nicht unbedingt auf den 2. und 3 Schließen kann.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Wieviel Hertz sind denn bei LEDs am optimalsten zum dimmen? Also sprich, dass die Schaltverluste so gering wie möglich sind und kein Flackern zu sehen ist?

Möglichst niedrig ;-)
Die Umschaltverluste entstehen bei jedem Schaltvorgang.

Fürs Auge sollten eigentlich so 100-200Hz ausreichen.

MfG Peter(TOO)

[frozenflame]

So groß ist der Unterschied zwischen den beiden Wegen nicht. Für das Steckbrett oder Lochraster ist definitiv der Weg mit Gate-Treiber und einem großen MOSFET besser. Da ist man auch von den Details des PWM Ausgangs unabhängiger - es klappt halt auch noch mit 2,5 V oder wenn der nur 0,1 mA liefern kann. Auch kann die PWM Frequenz höher liegen weil schneller geschaltet werden kann. Für LEDs sollten aber 200 Hz ausreichen.

Wenn es darum geht das ganze sehr klein und günstig für große Stückzahlen zu kriegen wäre es wohl mit den speziellen MOSFETs effektiver - das braucht nur halt eine Platine und wird auf dem Lochraster sehr schwer. Bei den Verlusten kommt man in beiden Fällen so in den Bereich 0,5-1 W. Bei den FETs mit 3,3 V Gatespannung haben auch Exemplarstreuungen einen merklichen Einfluss - zwischen guten und schlechten Exemplaren ist der Unterschied deutlich. D.h. dann aber auch das man von einem Prototypen nicht unbedingt auf den 2. und 3 Schließen kann.

So, die Sachen von Reichelt sind gerade angekommen. Würde das nun als erstes gerne mit dem ICL7667 als Gate-Treiber und dem IRL1004 MOSFET probieren. Ich habe allerdings keine Ahnung, was ich wo an dem Gate-Treiber anschließen soll, da ich noch nie einen MOSFET-Driver verwendet habe x:
Kann mir eventuell einer von euch bei der Umsetzung der Schaltung helfen? Hier das Datenblatt zu dem Gate-Treiber: http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A200%252FICL7667%2523MAX.pdf

[Besserwessi]

Der ICL7667 hat 2 Eingänge und 2 Ausgänge. Das ist so etwas wie ein 2-fach Inverter mit Leistungsfähigem Ausgang. Hier wird nur das halbe IC gebraucht. Der Eingang kommt an das PWM Signal, vom Ausgang ein Widerstand von etwa 10-200 Ohm ans Gate des MOSFETs. Die Versorgung des ICs an 5 V oder 12 V je nach MOSFET, dazu eine Kondensator (z.B. 100 nF) zum Abblocken der Versorgung dicht ans IC. Der 2. Eingang am Treiber am besten fest auf GND - der Ausgang dazu kann offen bleiben .

Als ersten Test könnte man auch einfach den Gatetreiber nutzen um eine normale LED mit Vorwiderstand zu betreiben.

Das Treiber IC invertiert das Signal - entsprechend muss der PWM Wert im Programm (oder die Konfiguration) angepasst werden.

[frozenflame]

Der ICL7667 hat 2 Eingänge und 2 Ausgänge. Das ist so etwas wie ein 2-fach Inverter mit Leistungsfähigem Ausgang. Hier wird nur das halbe IC gebraucht. Der Eingang kommt an das PWM Signal, vom Ausgang ein Widerstand von etwa 10-200 Ohm ans Gate des MOSFETs. Die Versorgung des ICs an 5 V oder 12 V je nach MOSFET, dazu eine Kondensator (z.B. 100 nF) zum Abblocken der Versorgung dicht ans IC. Der 2. Eingang am Treiber am besten fest auf GND - der Ausgang dazu kann offen bleiben .

Als ersten Test könnte man auch einfach den Gatetreiber nutzen um eine normale LED mit Vorwiderstand zu betreiben.

Das Treiber IC invertiert das Signal - entsprechend muss der PWM Wert im Programm (oder die Konfiguration) angepasst werden.

Hey, vielen Dank nochmal für die ganze Hilfe, funktioniert nun alles bestens :))