High Side N-Kanal Mosfet Schalter - bisschen Langsam beim ausschalten

**Klebwax** · 18.10.2019, 11:10

Zitat von alexander_ro

. Ich habe da aber nur 11 Volt gemessen. Muss man da nicht die 8 Volt Spannungsabfall an der Last noch abziehen?

Die Spannung, um die es geht heißt Ugs, lang gesprochen "Spannung zwischen Gate und Source". Damit ist klar, wo man messen muß, zwischen Gate und Source. Was kann da im Extremfall passieren? Der FET ist aus, an beiden Anschlüssen der Glühkerze liegen 0V, damit auch an der Source des FETS. Jetzt wird das Gate auf 24V angehoben, damit liegenn in diesem Moment 24V zwischen Gate und Source. Da reicht Worstcase weniger als eine µs um den FET zu killen.

Die zusätzliche Spannung zu Ansteuerung des N-FETs muß also an die Source des FETs und nicht an die positive Versorgung angekoppelt werden. Dann ist garanitiert, daß unabhängig vom Schaltzustand des FET bzw. dem Strom durch die Last der FET immer sauber angesteuert wird. Ein normaler Aufwärtswandler leistet das aber nicht, dessen Ausgang bezieht sich auf GND. Fertige FET-Treiber verwenden daher eine Bootstrapschaltung oder eine gegen GND schwebende Ladungspumpe.

Das mit dem N-Kanal war schon Absicht ich wollte mal so eine Schaltung bauen um zu sehen wie das funktioniert. Deshalb auch kein fertiger IC

Dieser Ansatz ist natürlich ehrenwert.

Ich nehmen für solche Anwendungen integrierte High-Side-Switches wie den IR3314 oder seine moderneren Brüder. Der nimmt einem nicht nur die nicht ganz triviale Ansteuerung ab, sondern schützt sich auch noch selbst gegen Übertemperatur und Überstrom.

MfG Klebwax

**Holomino** · 18.10.2019, 11:32

TO: Wo hast Du eigentlich gemessen? Gate vom FET oder an der Glühkerze?

**Siro** · 18.10.2019, 11:42

@Klebwax: jo, das habe ich auch noch garnicht bedacht.
Im Einschaltmoment liegen da wirklich 24 Volt zwischen Gate und Source.

zum IR3314:
Die Protected Fets sind natürlich super, ich habe auch schon ähnliche Typen eingesetzt.
Meine BSP75 waren wirklich so ziemlich unkaputtbar. Wobei das "Low Side" waren

Leider trat dann ein Problem in Erscheinung, dass sie für PWM Ansteuerung ungeeignet sind.
Durch die Schutzbeschaltung sind sie leider relativ langsam.

Mit 1KHz kannst man diese Teile nicht mehr betreiben.
Beim IR3314 wird 200 Hz angegeben
bei meinem BSP Typ waren es sogar nur 100 Hz

Wenn ich das richtig verstanden habe, möchte Alexander mit 1 KHz eine Regelung programmieren.
Da muss man dann genau schauen welcher Typ noch geeignet ist.

Siro

**alexander_ro** · 18.10.2019, 13:25

Das Messgerät sagt was anderes es liegen nur die schon oben genannten 11 V maximal am Mosfet Gate an. Auch zu viel ist mir bekannt und muss ich noch ändern. Der Mosfet ist auch nicht der Meinung das er in us kaputt sein möchte. Soweit widerspricht die Realität der Theorie. Weder der PNP noch der Mosfet schalten in unendlich kurzer Zeit. Daher steigt mit dem steigen der Spannung am Gate die Spannung an der Glühkerze und somit erreicht man nie den Zustand das da wirklich 24 Volt anliegen würden.

Ich nehme keinen IC weil die High Side Treiber alle die gefunden habe keine 100% ein können. Ausserdem möchte ich mal wissen wie das geht.

**Klebwax** · 19.10.2019, 05:16

Zitat von Siro

@Klebwax: jo, das habe ich auch noch garnicht bedacht.
Im Einschaltmoment liegen da wirklich 24 Volt zwischen Gate und Source.

Und das wird noch übler, wenn man eine solche Ansteuerung mit einer höheren Spannung als 12V betreibt. Man braucht immer die typischen 10 bis 15V für eine harte, schnelle Ansteuerung relativ zur Source und das z.B. bei einer 3-Phasenbrücke auch noch 3 mal. Schalten auf der High-Side ist immer blöd, manchmal leider nicht zu vermeiden. Am Ende landet man dann bei den typischen Bootstrapschaltungen oder selbstgetakteten Ladungspumpen, wenn man 100% Einschaltzeiten erreichen will.

zum IR3314:
Die Protected Fets sind natürlich super, ich habe auch schon ähnliche Typen eingesetzt.
Meine BSP75 waren wirklich so ziemlich unkaputtbar. Wobei das "Low Side" waren

Leider trat dann ein Problem in Erscheinung, dass sie für PWM Ansteuerung ungeeignet sind.
Durch die Schutzbeschaltung sind sie leider relativ langsam.

Mit 1KHz kannst man diese Teile nicht mehr betreiben.
Beim IR3314 wird 200 Hz angegeben
bei meinem BSP Typ waren es sogar nur 100 Hz

Wenn ich das richtig verstanden habe, möchte Alexander mit 1 KHz eine Regelung programmieren

Für eine Glühkerze braucht man keine PWM mit 1 kHz, da reichen auch 10Hz. Aber bei Schaltzeiten im dreistelligen µs Bereich braucht man wegen der Schaltverluste über PWM Frequenzen im kHz Bereich gar nicht nachzudenken.

Wenns wirklich schneller sein muß, nehme ich BTS7960. Selbst wenn man nur in einem Quadranten steuern will, spart man sich bei induktiven Lasten gleich die Freilaufdiode.

MfG Klebwax

**alexander_ro** · 19.10.2019, 08:23

Ich habe da aber nur 12V also eher nicht wichtig für mich. Im übrigen ist das hier wie oben beschrieben kein Problem weil ihr von einem Idealem Transistor und einem Realen Mosfet sprecht. Gibt nur keine Idealen Transistoren.

Ja wegen der Schaltzeiten hatte ich ja gefragt aber leider fällt keinem was Produktives dazu ein ...
Man merkt aber das du so was nie gemacht hast die 10 Hz sind totaler Blödsinn. Wo willst Du die Energie her nehmen. Die Einschaltzeiten verlängern ... ja nur Dumm das Du dann die 8V an der Glükerze überschreitest. 500 Hz geht so gerade noch aber die Glühkerze brauch da schon viel länger bis sie richtig glüht.

Danke für die vielen Vorschläge die nichts mit dem Thema zu tun haben. Ich wollte wissen wie man die gezeigte Schaltung verbessern kann. Oder ob man schnelleres ausschalten nur durch die Verwendung von Halbbrücken erreichen kann.

**Moppi** · 19.10.2019, 11:12

[?]
Den Widerstand von 1000 Ohm gegen GND verkleinern (100 Ohm bis 200 Ohm). Dazu die Glühkerze von S nach D verlegen.
Und/oder: einen zweiten BC517 mit Basis an Basis von BC516 anschließen - Kollektor an G und Emitter an GND.
[/?]

MfG

**Holomino** · 19.10.2019, 11:14

Tja, vielleicht sollte man zuerst einmal den FET abklemmen und den Ausgang der Ansteuerung inklusive 1k-Widerstand auf Anstiegs-/Abfallzeiten mit dem Oszi untersuchen (mit der auf 1 nF gerundeten Gatekapazität kommt hier keiner auf ein schlüssiges Ergebnis). Infos über den Aufbau (Lochraster/Steckbrett/Platine, Zuleitungen, bei 8A speziell auch die Masseführung) wären auch nicht schlecht.

Alles andere ist Glaskugellesen - insbesondere, wenn ich lese, dass bei halbierter Frequenz eine andere Wirkung eintritt.

**alexander_ro** · 19.10.2019, 13:08

Die Glühkerze verlegen geht nicht die ist mit Masse verschraubt im Gehäuse. Ich hätte das nicht so gemacht wenn es nicht sein müsste.

Den 1K Widerstand noch kleiner machen probiere ich mal.

Ja eine Halbbrücke ist mir auch schon eingefallen ... ich wollte aber erst mal wissen ob das so nicht auch geht.

Da hast Du nicht richtig gelesen wo steht das bei halber Frequenz etwas anderes passiert. Die Fallende Flanke des Rechtecks ist immer gleich langsam. Die steigende liegt bei wenigen ns.

Lochraster die Last hängt direkt an den Pins des Mosfet und die Masse ist mit dickerem Schaltdraht auf kurzem Weg zum Akku Anschluß. Der Schaltdraht ist etwas dicker als die Mosfet Pin ich weiß nicht welcher Querschnitt.