Mal wieder: Mosfet bei 3,3V Betriebsspannung steuern

[Alex (Gast)]

Liebes Forum,

ich google mir hier schon seit drei Tagen einen Wolf ohne auf ein 
befriedigendes Ergebnis zu kommen. Vielleicht weiß ja einer von euch 
Rat.

Das Problem:
Eine Last von 15,6A bei 3,3V muss mit 400Hz PWM von einem Mosfet 
(high-side!) geschaltet werden. Weitere Spannungen stehen nicht zur 
Verfügung.

Viele Logic-Level-Mosfets benötigen ein Vgs von mehr als 3,3V um auf 
meine geforderte Last zu kommen, meist eher 4,5V. D.h. ich benötige ich 
mindestens 3,3+4,5=7,8V (n-Channel) oder 3,3-4,5=-1,2V (p-Channel).

Jetzt könnte ich eine Ladungspumpe oder DC-DC-Wandler als fertigen IC 
nehmen, der die hohe Spannung bereitstellt (wie es der MAX232 auch tut), 
nur finde ich kaum einen für 3,3V -> 8V und mehr. Entsprechend muss er 
ja auch noch den Gate-Strom bereitstellen können.

Einen Inverter konnte ich finden, der 3,3V -> -3,3V bei 200mA macht. Der 
scheint erstmal geeignet für einen p-Channel-Mosfet. Nur wie schalte ich 
den Spannungsbereich (3,3V, -3,3V) mit einem µC der nur (0, 3,3V) gibt?

Irgendwie stehe ich total auf dem Schlauch. Wäre also für jeden 
Vorschlag Dankbar. Vielleicht habe ich ja auch noch etwas übersehen.

Danke!
Alex

[Falk B. (falk)]

@  Alex (Gast)

>Eine Last von 15,6A bei 3,3V muss mit 400Hz PWM von einem Mosfet
>(high-side!) geschaltet werden. Weitere Spannungen stehen nicht zur
>Verfügung.

>Viele Logic-Level-Mosfets benötigen ein Vgs von mehr als 3,3V um auf
>meine geforderte Last zu kommen, meist eher 4,5V. D.h. ich benötige ich
>mindestens 3,3+4,5=7,8V (n-Channel) oder 3,3-4,5=-1,2V (p-Channel).

Der Trafo wurde schon erfunden. 1:2 Minitrafo + cleveres Konzept, fertig 
ist die potentialfreie Gateansteuerung deines N-Kanal (!) MOSFETs.

Beitrag "Re: +-150V mit 1kHz schalten"

AN950

Passender Minitrafo ist z.B. der hier

http://de.rs-online.com/web/p/ringkern-transformatoren/7157002

Man kann auch einen 1:1 Trafo nehmen und ih primärseitig mit einer 
Mini-H-Brücke ansteuern, das verdoppelt auch die Spannung. 74HC04 reicht 
dafür.

[Alex (Gast)]

Ein Impulswandler... natürlich! Danke, darauf wäre ich nie gekommen. Ich 
werde das mal verfolgen.

Die Spannung des Impulses wäre dann verdoppelt (ca. 6.6V) und da die 
nachfolgende Schaltung direkt an Gate und Source hängt, würde die 
Spannung auch genau da abfallen und den Mosfet für einen gewissen 
Zeitraum komplett durchschalten, richtig?

Dann muss ich nur noch das "Clevere Konzept" ausarbeiten, aber die AN 
gibt schon den Ansatz her, denke ich. ;-)

Nebenbei, dein genannter Wandler hat laut Datenblatt ein 
Wicklungsverhältnis von 1CT:1CT und nicht 1:2. Schnellschuss?
Und wofür steht das CT? (Current Transformer vielleicht? Das wäre dann 
ja ein Stromwandler, nicht? An einem spannungsgesteuerten Mosfet?! 
verwirrt)

[Falk B. (falk)]

@  Alex (Gast)

>Die Spannung des Impulses wäre dann verdoppelt (ca. 6.6V) und da die
>nachfolgende Schaltung direkt an Gate und Source hängt, würde die
>Spannung auch genau da abfallen und den Mosfet für einen gewissen
>Zeitraum komplett durchschalten, richtig?

Ja, der MOSFET wird geöffnet und bleibt es auch, bis zum schließen.

>Dann muss ich nur noch das "Clevere Konzept" ausarbeiten, aber die AN
>gibt schon den Ansatz her, denke ich. ;-)

Da steht doch alles schon drin. Pulstrafo 1:2, 100nF Längskondensator, 
einfach die PWM draufgeben, natürlich mit ausreichend Strom. Ein kleiner 
Treiber ist hier sicher nötig, ggf. reicht der besagte 74HC04, wenn man 
alle Gatter parallel anschließt.

>Nebenbei, dein genannter Wandler hat laut Datenblatt ein
>Wicklungsverhältnis von 1CT:1CT und nicht 1:2. Schnellschuss?

Nö.

>Und wofür steht das CT?

Center Tap, aka Mittelanzapfung. Damit hat man die Wahl zwischen 1:1, 
2:1 und 1:2 Übersetzung.

[Alex (Gast)]

Alles klar, den Rest sollte ich stemmen können. Vielen Dank :-)