Mosfet mit 24V ansteuern

[Florian R. (rager)]

Hallo,
ich möchte gerne sicher gehen das nichts kaputt geht, daher die folgende 
Frage:
Ich muss einen N-Mosfet mit 10V oder 24V ansteuern. Im Bild ist zu sehen 
wie ich es mir vorgestellt habe. Ich kann mit einem Jumper zwischen 
einem 10V Opamp-PWM und einem 24V SPS-PWM wechseln. Das 10V Signal geht 
direkt an das Gate. Das 24V Signal geht über eine 10V-14V Zener-Diode 
und es bleiben 10V-14V am Gate übrig(Mosfet Gate-Source max +-20V). Die 
PWM Frequenz wird nicht über 5Khz gehen, falls das relevant ist.
Funktioniert das so gut?

Vielen Dank!
Florian

[Ich geb Gas (Gast)]

Oder einen MOSFET Treiber, z.b. MCP 14E10 MCP 14E7. Und die 24V machst 
du vor dem Treiber kleiner.

[Florian R. (rager)]

Muss der Treiber sein?
Es geht hier nur um 500mA-1A und 24V durch Drain-Source.
Ich möchte vor allem wissen ob das mit der Zener-Diode klappt und ob es 
zum ansteuern reicht.

Diode: http://www.diodes.com/datasheets/ds31987.pdf
Mosfet: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTMFS4943N-D.PDF

[Falk B. (falk)]

@  Florian Roesner (rager)

>Muss der Treiber sein?

Wie schnell willst du schalten. Ein paar hundert Hz oder PWM mit 
mehreren kHz?

Für ersteres braucht man keinen Treiber, für letzteres schon.

>Ich möchte vor allem wissen ob das mit der Zener-Diode klappt und ob es
>zum ansteuern reicht.

Pack die Z-Diode direkt ans Gate und nimm die 10K als Vorwiderstand für 
den SPS-Eingang. So wird ein Schuh draus.

[wolfgang (Gast)]

Spielt die Belastung der Drain-Source Strecke eine Rolle bei der 
Ansteuerung des MOSFETs ?

[Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)]

Nein, es geht um die kapazitive Last des Gates. Man benötigt für das 
Ein-/Ausschalten viel Strom um die Elektronen aus dem Kondensator "Gate" 
möglichst schnell heraus/hinein zu bekommen.
Bei kleinen Schaltfrequenzen merkt man das nicht, bei großen schon. Denn 
dann wird der Mosfet nicht vollständig ein/aus schalten. (Funktion wie 
RC-Glied)

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Florian Roesner schrieb:
> Im Bild ist zu sehen wie ich es mir vorgestellt habe.
Da fehlen sämtliche Junctions...

Falk Brunner schrieb:
> Wie schnell willst du schalten.
Florian Roesner schrieb:
> Die PWM Frequenz wird nicht über 5Khz gehen, falls das relevant ist.

> Pack die Z-Diode direkt ans Gate
Und zwar zwischen Gate und GND.
> und nimm die 10K als Vorwiderstand für den SPS-Eingang.
Angesichts der Frequenz würde ich hier was im 1k Bereich vorschlagen...

[Falk B. (falk)]

@  Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>Florian Roesner schrieb:
>> Die PWM Frequenz wird nicht über 5Khz gehen, falls das relevant ist.

Hmm, ist wohl heute noch zu früh . . . 8-0

[Florian R. (rager)]

Die Junctions werden bei Eagle automatisch gesetzt.(was hier nicht 
relevant ist..)
Hab das nochmal umgebaut. Wobei der 1K natürlich den Strom sehr stark 
begrenzt... daher hatte ich das anders aufgebaut. Was spricht den 
konkret gegen meine erste Idee?

LG,
Florian

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Lothar Miller schrieb:
>> Pack die Z-Diode direkt ans Gate
> Und zwar zwischen Gate und GND.

Nein, die ist so schon korrekt angebracht, damit die Schaltschwelle 
höher liegt. Ansonsten besteht die Gefahr, dass der MOSFET schon bei 
Störspitzen leicht angesteuert wird.

Ich habe in einigen Industriesteuerungen, bei denen eine Pegelwandlung 
von 24V SPS auf 5V erforderlich ist, mit einer ähnlichen Schaltung, d.h. 
mit Bipolartransistoren statt MOSFETs, realisiert und es gab noch nie 
Probleme. Die dazwischen befindlichen Kabellängen betrugen aber auch nur 
ca. 10m.

[Falk B. (falk)]

@  Florian Roesner (rager)

>Die Junctions werden bei Eagle automatisch gesetzt.

Die werden dann aber auch dargestellt. Irgendwas machst du falsch.

>(was hier nicht  relevant ist..)

Und ob!

>Hab das nochmal umgebaut. Wobei der 1K natürlich den Strom sehr stark
>begrenzt...

Was glaubst du, wie stark deine 10K vorher den Strom beim entladen 
begrenzt hätten.

> daher hatte ich das anders aufgebaut. Was spricht den
> konkret gegen meine erste Idee?

Dass dein Gate nicht gegen Überspannungspulse geschützt ist.

Hmmm, die jetzige Schaltung ist aber auch suboptimal, den die SPS 
liefert ja meist nur Strom gegen +24V. Fehlt noch 1k parallel zur 
Z-Diode zum Entladen.

[Florian R. (rager)]

> Was glaubst du, wie stark deine 10K vorher den Strom beim entladen
> begrenzt hätten.
>

Der Strom würde doch über die Diode zurück fließen wenn die SPS LOW 
Schaltet oder nicht?

[Falk B. (falk)]

@  Florian Roesner (rager)

>Der Strom würde doch über die Diode zurück fließen wenn die SPS LOW
>Schaltet oder nicht?

Die meisten SPS haben keinen Push-Pull Ausgang sondern nur einen Open 
Drain, der gegen +24V schaltet. Nach unten zieht meist nur ein externer 
Lastwiderstand. Siehe Ausgangsstufen Logik-ICs.

[Florian R. (rager)]

Okay ich habe jetzt was neues gemacht. Danke wegen dem nicht vorhandenen 
Push-Pull, dass habe ich nicht gewusst(geprüft und bestätigt).
Also Spannungsteiler an einen MCP1416. Ist das jetzt okay?
Ist das übertrieben wenn ich die Schaltung auch für einen 24V/500mA 
Ventil benutze oder gibt es da eine bessere/günstigere Lösung?

LG,
Florian