Ansteuerung FET

[Crazy Harry]

Hallo @ all,

ich habe folgende Schaltung (siehe Bild):
Der FET wird von einem µC per PWM angesteuert (10-100Hz) und schaltet eine Last mit maximal 80W (~5.3A).

Die gesamte Schaltung wird von einem Schaltregler (5V/500mA) versorgt und auch die Masse der Gesamtschaltung ist nur auf 500mA ausgelegt.

Direkt am FET ist ein zweiter Masseanschluß - ausgelegt für die 5.3A (im Bild GND2).

Um den FET ansteuern zu können sollte ja nun GND1=GND2 sein. Um zu verhindern, daß bei fehlendem GND2 etwas zerstört wird würde ich nun gerne beide Massen durch den R3 trennen/verbinden. Ich dachte an 1-2K. Klar ist, daß R2 dann größer sein muß.

Nun hab ich aber Bedenken, daß der FET dann nicht richtig angesteuert wird - geht das oder nicht ?

Sind noch irgendwelche Angaben zum FET notwendig um eine Aussage treffen zu können ?

gruss
Harry

[Hubert.G]

Mit R3 1-2k funktioniert es sicher nicht. Überlege mal was für eine Spannung du an Source dann hast.
Das sind sicher mehr als 5V, wie soll denn dann der FET aufmachen.

[nflatjor555]

Im Normalfall macht man bei sowas zwei "verschiedene" Massen, man nennt denen z.B. "GND" und "GND_P" ("Power").

Ich gehe davon aus dass der 5V Regler von 15V versorgt wird (d.h. vom Power-Anschluss). Dann wuerde ich wie folgt machen:
- Dein "Haupt"-GND ist "GND_P", der vermutlich ueber Leitungen zu der Platine reinkommt.
- Nahe am Eingang vom GND_P zweigst du GND ab ueber einen 0-Ohm Widerstand (Drahtbruecke). So bekommst du die Massen in dein CAD-Programm getrennt.
- uC bekommt 5V und GND, FET bekommt GND_P
- Der FET-Ansteuerstrom muss dann vom Source des FETs ueber GND_P zu GND zurueckfliessen. Das ist aber OK da die Massen meist recht flaechig und niederinduktiv sind auf der Platine. Solange du nicht sehr hohen Frequenzen (mehreren MHz) oder ungeschickte, lange Leiterbahnfuehrung hast sollte das gut gehen. Der 100R am Gate ist meist eine groessere Impedanz als die Induktivitaet der Masseverbindung.

Falls du Induktive Lasten schalten willst wuerde ich eine Diode in Sperr-Richtung parallel zu deiner Last schalten.

[Besserwessi]

Solange der Widerstand R3 die einzige Verbindung zwischen der Ansteuerung und der Masse von der Last ist, könnte es so gehen, auch mit R3 etwa 1-10 kOhm. Allerdings ist auch eine niederohmigere Verbindung kein Problem, solange sonst keine Verbindung bei den Spannungsquennen besteht. Besser als ein großer Widerstand wäre da schon eine Sicherung oder ein kleiner Widerstand (z.B. 5 Ohm), der als Sicherung misbraucht werden und durchbrennt, wenn irgendwo anders die Spannungsversorgungen verbunden werden.

[nflatjor555]

Ich hoffe ich schreibe jetzt nichts ueberfluessiges, aber ich denke es passt gerade was generelles zum Thema "Masseverbindung" zu sagen:

Man sollte nach Moeglichkeit die Masse "Sternfoermig" aufbauen, d.h. jede Komponente bzw. Schaltungsteil hat seine eigene Masse. Diese Massen werden dann in EINEM Sternpunkt miteinander verbunden. Oft macht es Sinn in Analog-, Digital- und Power-Masse aufzuteilen, und diese im Sternpunkt niederohmig zu verbinden.

Ob dieser Sternpunkt beim Anschlusskabel oder bei R3 liegt, ist dann weniger wichtig.

Werden aber Massen an zwei unterschiedlichen Punkten miteinander verbunden hat man eine Massenschleife. Das kann zu vielen interessanten Fehlern fuehren, z.B. kann die Massenschleife als Empfangsantenne fuer Stoerungen funktionieren. Oder wie vom Besserwessi erwaehnt koennen da groesse Ausgleichsstroeme durch die eine Masse fliessen.

Ich habe mal einen Radiowecker gebaut und dabei das Prinzip der Sternfoermige Masse vernachlaessigt (ich wuesste noch nichts davon). Ich habe einen 7-Segment Display mit 70Hz angesteuert und die gleiche Masse fuers Display als auch fuer den Audio-teil benutzt. Die 70Hz hat man sehr gut gehoert. Am Ton koennte man auch fast erkennen was auf dem Display stand...

[Crazy Harry]

Herzlichen Dank für die Tips und Anmerkungen.

@Hubert.G: Der Widerstand sollte keine Rolle spielen, da ja kein Strom fließt und der FET kann bereits bei 3V Ugs 8A schalten.

@Besserwesi: das mit der Sicherung hatte ich mir auch schon überlegt, jedoch soll der "Anwender" nicht an die Schaltung ran. Angenommen die Sicherung brennt durch, würden die 15V irgendwie über den FET "in die Schaltung kommen" ?

@nflatjor555: ohmsche Last : eine Heizung.

danke

[nflatjor555]

Angenommen die Sicherung brennt durch, würden die 15V irgendwie über den FET "in die Schaltung kommen" ?

Angenommen die Massen sind auch anderswo verbunden: Nein, der Gate ist ja isoliert am MOSFET.

Angenommen die Massen waeren NUR durch die Sicherung verbunden wuerde die Ansteuerung nun den GND verlieren und die ganze Schaltung auf +15V (oder undefiniert) floaten. Das wuerde vermutlich den MOSFET einschalten und du koenntest deine Last nicht ausschalten. Schlimmer noch waere einen halb leitenden MOSFET der dann ueberhitzt und kaputtgeht. Das waere im Normalbetrieb unwahrscheinlich.

Ohmsche Last: nicht vergessen das Heizdraehte oft gewunden sind und selbst gerade Leitungen eine Induktivitaet (wenn auch recht klein) haben. Im Zweifelsfall Diode hinmachen und mit dem Oszi im Ausschaltmoment nachschauen. Evt. bereit sein einen MOSFET zu opfern...