Mosfet mit Hilfe von Optokoppler schalten

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Mosfet mit Hilfe von Optokoppler schalten
Suche nach: mosfet (3049) optokoppler (2163)

    










BID = 1037662

myp

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Hallo,
ich würde gerne einen Mosfet mit Hilfe eines Optokopplers schalten, da die beiden Schaltungen galvanisch voneinander getrennt sein sollen.
Der Mosfet soll die Betriebsspannung V1 an- oder abschalten für die Bauteile/die Schaltung an RLast.
Eine PWM ist nicht vorgesehen. Die minimale Zeit zwischen Ab- und erneutem Anschalten beträgt 1s.

Auf der Seite der LED des Optokopplers kann ich ihm nicht viel mehr als 10mA zur Verfügung stellen, somit habe ich auf der Seite des Phototransistors bis zu max 5mA zur Verfügung um den Transistor noch gesättigt zu betreiben.

Den 5V Spannungsregler habe ich, da der Mosfet bei 5V schon voll durchgeschaltet ist und VGS im Bereich von max +-8V sein muss und ich somit die Betriebsspannung der rechten Seite nicht direkt verwenden kann.

Das "variabel" bei der Betriebsspannung V1 bedeutet nicht, das sich diese während des Betriebs verändert, sondern lediglich das dort verschiedene feste Betriebsspannungen verwendet werden können.

Zur eigentlichen Frage, kann ich die Schaltung so für meine Zwecke verwenden?
Ist R2 vielleicht zu hochohmig? Normalerweise beträgt R2 bei mir 470 Ohm, wenn statt des Optokopplers wie üblich (bei mir) ein normaler Transistor verwendet wird. Mit den 470 Ohm könnte ich ja aber nicht mehr IC<=5mA garantieren.
Muss ich wegen des Optokopplers in der Schaltung noch etwas beachten um ihn z.B. zu schützen oder so?

Grüße,
Martin


EL817 Datenblatt
NDP6020P Datenblatt




BID = 1037664

Offroad GTI

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Ist alles ein wenig durcheinander. Wenn Q3 schaltet, steht die maximale Betriebsspannung zwischen Gate und Source des MOSFETs an.

Muss es ein P-Kanal MOSFET sein?

Wenn du keine PWM hast, kannst du dir den Gegentakttreiber auch sparen.



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 25 Apr 2018 15:42 ]

 

  








BID = 1037673

Offroad GTI

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Hier mal ein einfacher Schaltungsentwurf.





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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 1037695

Maou-Sama

Schriftsteller



Beiträge: 781


Zitat :
Den 5V Spannungsregler habe ich, da der Mosfet bei 5V schon voll durchgeschaltet ist und VGS im Bereich von max +-8V sein muss und ich somit die Betriebsspannung der rechten Seite nicht direkt verwenden kann.
Was du haben möchtest und was du da zusammengekrakelt hast sind zwei paar Schuhe.
Für das Schalten ist die Gate-Source Spannungsdifferenz maßgebend.
Das Bezugspotential für die Gate-Source-Spannungsdifferenz dieses P-Kanal Mosfet ist aber nicht GND sondern die positive Versorgungsspannung.
Damit ist ein Regler, der +(!)5V bezogen auf GND(!) erzeugt fürn Hintern.
Da muss wenn schon ein Regler rein, der -(!)5V bezogen auf +(!)V1 erzeugt.


Zitat :
Wenn Q3 schaltet, steht die maximale Betriebsspannung zwischen Gate und Source des MOSFETs an.
Tja, also hat der MOSFET die Wahl zwischen Pest und Cholera;
Entweder stirbt er weil seine 8V GS Spitzenspannung überschritten wird, oder schaltet nicht ab, weil GS nicht 0V werden kann, egal wie sehr sich Q2 anstrengt.

BID = 1037704

perl

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Zitat :
PWM ist nicht vorgesehen. Die minimale Zeit zwischen Ab- und erneutem Anschalten beträgt 1s.
Wenn du so langsam schaltest brauchst du doch den Treiber Q2,Q3,R2 überhaupt nicht, und R1 würde ich viel größer machen, z.B. 51k.
Die Steuerspannung an Q1 kannst du mit einer 6,8V Zenerdiode begrenzen, wenn du dafür sorgst, dass die zulässige Verlustleistung von 200mW des Phototransistors nicht überschritten wird.
Der zugehörige Strom wäre 0,2W/(16V-6,8V) = 22mA. Beim höchsten spezifizierten CTR von 600% darf der LED Strom dann 3,6mA nicht überschreiten.
Selbst wenn man mit dem minimalen CTR von 50% rechnet, reicht mit R1=51k ein LED Strom von 0,2mA um den MOSFET voll durchzusteuern.


Du brauchst also nur den Vorwiderstand der LED so zu dimensionieren, dass der LED-Strom etwa 0,3 bis 3mA beträgt.

Der ganze Zirkus mit dem Spannungregler entfällt dann natürlich auch.


Wenn der Laststrom 5A nicht überschreitet, brauchst du dir auch keine Gedanken darüber zu machen, dass während der langsamen Abschaltflanke die SOA verlassen werden könnte.

BID = 1037889

myp

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Beiträge: 22
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Vielen Dank für die Antworten.
Das meine Schaltung mit dem Spannungsregler so nicht funktioniert ist mir nun auch klar. Da war ich wohl etwas vorschnell. Bisher habe ich die NDP6020P Mosfets auch immer nur direkt mit 5V Versorgungsspannung betrieben und musste mir keine Gedanken um VGS machen.


Zitat :
Wenn du so langsam schaltest brauchst du doch den Treiber Q2,Q3,R2 überhaupt nicht, und R1 würde ich viel größer machen, z.B. 51k.

Es könnte sein das die Zeit zwischen Ab- und erneutem Anschalten auch minimal 0,5s beträgt. Weniger aber bestimmt nicht. Die Zeit zwischen An- und Abschalten ist um ein vielfaches Größer.
@perl Was ist denn so eine grob geschätzte minimale Schaltzeit, bei deiner vorgeschlagenen Schaltung, bevor vermutlich R1 zu hochohmig dimensioniert ist?

Ich habe die Schaltung nun nach perls Vorschlag abgeändert, aber anstatt einer 6,8V Zener Diode eine 6,2V Zener Diode genommen, da ich davon hier noch einige habe.
Um die zulässige Verlustleistung des Phototransistors nicht zu überschreiten, darf IC somit 20mA nicht übersteigen.
Der LED-Strom muss somit etwas zwischen 0,4 bis 3mA betragen.


Zitat :
Wenn der Laststrom 5A nicht überschreitet, brauchst du dir auch keine Gedanken darüber zu machen, dass während der langsamen Abschaltflanke die SOA verlassen werden könnte.

Der Laststrom ist nicht höher als max 4A.




BID = 1037912

Offroad GTI

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In deiner Schaltung wird der Z-Strom also nur über den Steuerstrom des Optokopplers begrenzt.
Ein Widerstand mehr schadet doch nicht, und du kannst den Optokoppler "richtig" schalten lassen. Dies ist auch für einen Nachbau interessant, da so nicht für jeden Optokoppler (und deren Parametersteuung) der Steuerstrom abgeglichen werden braucht.



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BID = 1037964

perl

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Zitat :
@perl Was ist denn so eine grob geschätzte minimale Schaltzeit, bei deiner vorgeschlagenen Schaltung, bevor vermutlich R1 zu hochohmig dimensioniert ist?
Mit der angegebenen Dimensionierung dauert das vollständige Ein- oder Ausschalten deutlich weniger als 1ms.
Mit 510k könnten die Flanken vielleicht 3ms dauern.

Wahrscheinlich würde das auch noch mit 5M funktionieren, wenn man Schaltzeiten von 20ms in Kauf nimmt.
Derartig hochohmige Schaltungen sollte man aber vermeiden, weil durch die dann sehr flachen Flanken die Wärmeentwicklung am Transistor zunimmt (müsste man ggfs. ermitteln) sowie die Empfindlichkeit gegen Störspannungen.
Auch können dann allmählich Kriechströme durch Schmutz auf der Platine zum Problem werden.

BID = 1037966

perl

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Zitat : Offroad GTI hat am 29 Apr 2018 23:55 geschrieben :

In deiner Schaltung wird der Z-Strom also nur über den Steuerstrom des Optokopplers begrenzt.
Ein Widerstand mehr schadet doch nicht, und du kannst den Optokoppler "richtig" schalten lassen. Dies ist auch für einen Nachbau interessant, da so nicht für jeden Optokoppler (und deren Parametersteuung) der Steuerstrom abgeglichen werden braucht.
Da wird nichts abgeglichen.
Solange das CTR des Optokopplers zwischen 50% und 600% liegt, was für die meisten Typen der Fall ist, reicht es aus den Vorwiderstand der LED so zu berechnen, dass der Strom zwischen 0,3 und 3mA liegt.
Mit einem geplanten LED Strom von 2mA liegt man also voll im grünen Bereich, egal welchen Optokoppler man verwendet.


BID = 1038043

Offroad GTI

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Zitat :
Solange das CTR des Optokopplers zwischen 50% und 600% liegt, was für die meisten Typen der Fall ist, reicht es aus den Vorwiderstand der LED so zu berechnen, dass der Strom zwischen 0,3 und 3mA liegt.
Das meinte ich eigentlich mit "abgeglichen"



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BID = 1038059

perl

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Zitat :
Das meinte ich eigentlich mit "abgeglichen"
Dann allerdings wäre ein "Abgleich" auch bei jeder anderen Schaltung nötig.
Zwischen dem Strom nämlich, bei dem die Schaltung gerade eben sicher funktioniert und dem Strom, bei dem die LED ausbrennt.

Üblicher Weise bezeichnet man aber die einmalige Wahl des Arbeitsbereichs nicht als Abgleich.

BID = 1038090

Offroad GTI

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Ai ai


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