Hallo zusammen, ich habe mehrere Lasten, die über Konstantstromquellen auf der High-Side mit positiver und negativer Spannung versorgt werden (+-100 V, 10-100 mA). Angesteuert werden diese über Pulse mit einer Dauer von 10-400 uS. Erschwerend kommt hinzu, dass die High-Side einer Last auch zur Low-Side einer anderen Last werden kann Ich bin auf der Suche nach einer platzsparenden und kostengünstigen Lösung, die Low-Side für positive und negative Spannungen durchzuschalten. Die Steuerspannung beträgt +3V. Bisher haben wir dafür Analogschalter verwendet, die jedoch im geforderten Spannungsbereich teuer und vergleichsweise hochohmig sind. Ich sehe derzeit 3 Alternativen: 1) ein Transistor für positive Spannungen, 2 Transistoren für negative Spannungen mit jeweils einer Diode davor (Nachteil: hoher Platzbedarf, da mit Widerständen insgesamt 8 Bauteile) 2) 2 Optokoppler mit jeweils einer Diode davor (ggf. teuer, immer noch 3 Bauteile) 3) Triac (teurer als (1), aber nur ein Bauteil; fraglich ist für mich, ob diese schnell genug für die Pulse sind; Abschaltbarkeit ist nicht erforderlich, da dies über die High-Side erfolgt) Seht Ihr Alternativen? Wie würdet Ihr die 3 Optionen (insbesondere (3)) bewerten ? Danke schonmal vorab!
DisplayFreak schrieb: > Erschwerend kommt hinzu, dass die High-Side einer Last auch zur Low-Side > einer anderen Last werden kann Jetzt wird es mal Zeit für einen Schaltplan. > Ich bin auf der Suche nach einer platzsparenden und kostengünstigen > Lösung, die Low-Side für positive und negative Spannungen > durchzuschalten. Gleichrichter?
Angehängte Dateien:
-
low_high_side_switch.png
3,4 KB
Anbei die Skizze. Stromfluss erfolgt immer nur zwischen +-100 V und GND (nicht zwischen +100 und -100 V) Die Anzahl der Lasten ist variabel von 1-30.
Ist es wirklich wichtig (aus dem Schaltplan nicht ersichtlich), daß ein Widerstand mal von links nach rechts und ein anderes Mal von rechts nach links mit Strom durchflossen wird? Kann doch nicht sein, oder?
Ja, ist es; die Widerstände sind nur Platzhalter für die Lasten, diese sind etwas komplexer (Gewebe, Haut-, Fett- und Muskelzellen)
Und welchen Sinn soll diese Anordnung machen? Für FES oder NMES gibts schon ca 100 andere Lösungen. Eventuell mal in diversen wissenschaftlichen Publikationen nachgucken wie die das so machen?
:
Bearbeitet durch User
Man braucht potenialfreie Schalter. PhotoMOS von Panasonic kann das bis 600V und 100mA und mehr. Einfacher geht es kaum.
Die Applikation hat nichts mit FES oder NMES zu tun; schön wäre es, wenn wir uns auf das Thema Low-Side Switch fokussieren; wie gesagt gibt es bereits ein funktionierendes Produkt, es geht mir hier nur um Optimierung der Kosten und Größe
Falk Brunner schrieb: > Man braucht potenialfreie Schalter. PhotoMOS von Panasonic kann das bis > 600V und 100mA und mehr. Einfacher geht es kaum. PhotoMOS hatte ich mir bereits angesehen, neben dem Preis ist v.A. die Geschwindigkeit ein Problem - ich brauche Schaltzeiten im Bereich von uS, die PhotoMOS, die ich gefunden habe, liegen im mS-Bereich.
Kostantstromquellen sind keine Spannungen. Was du brauchst ist eine Howland Current source, das ist eine die ist kann den Strom gegen Erde bringen. Die hat allerdings ihre eigene Ansteuerung. Falls es darum geht einfach Spannungen mit Widerstaenden zu schalten, sollte man das auch so bezeichnen. Wie ich mit bekommen habe, geht es auch darum, mit 3.3V Logik anzusteuern. Und die resultieren Stroeme fliessen gegen Erde. Den Rest der Beschreibung kann man spuehlen. Die positiven Spannungen schaltet man mit P-Schaltern(Fet oder bipolar), die negativen Spannungen mit N-Schaltern(Fet oder bipolar).
@ DisplayFreak (Gast) >Geschwindigkeit ein Problem - ich brauche Schaltzeiten im Bereich von >uS, sowas sollte man mitteilen, siehe Netiquette. > die PhotoMOS, die ich gefunden habe, liegen im mS-Bereich. Im Zweifelsfalle baut man sich den Photmos mit dirkreten MOSFETs und passender Ansteuerung nach, dann kann man us schnell schalten. Wird aber auch nicht spottbillig und ausserdem etwas größer. Welche Parameter strebst du denn an? Spannung? Strom? Schaltzeit? Preis? etc?
Falk Brunner schrieb: >>Geschwindigkeit ein Problem - ich brauche Schaltzeiten im Bereich von >>uS, > > sowas sollte man mitteilen, siehe Netiquette. Im Ausgangspost sprach ich von Pulslängen von 10-400 uS, dies bedeutet, dass die Schaltzeiten kleiner als 10uS sein müssen >> die PhotoMOS, die ich gefunden habe, liegen im mS-Bereich. > > Im Zweifelsfalle baut man sich den Photmos mit dirkreten MOSFETs und > passender Ansteuerung nach, dann kann man us schnell schalten. Wird aber > auch nicht spottbillig und ausserdem etwas größer. > > Welche Parameter strebst du denn an? wie im Ausgangpost beschrieben > Spannung? +-100V > Strom? 10-100 mA > Schaltzeit? max. 5uS > Preis? der Benchmark ist aktuell ein Supertex 24-Kanal Analogschalter - Preis zwischen 8 und 10 EUR, macht also 30-40 ct pro Schalter. Da wir für kleinere Ausführungen der Geräte nur maximal 8-10 Kanäle benötigen, wäre ein Preis von max. 50-60 ct pro Kanal akzeptabel. Was hältst Du von der Lösung mit Triac? DisplayFreak schrieb: > 3) Triac (teurer als (1), aber nur ein Bauteil; fraglich ist für mich, > ob diese schnell genug für die Pulse sind; Abschaltbarkeit ist nicht > erforderlich, da dies über die High-Side erfolgt)
und nun schrieb: > Kostantstromquellen sind keine Spannungen. Was du brauchst ist eine > Howland Current source, das ist eine die ist kann den Strom gegen Erde > bringen. Die Stromquellen sind nicht das Thema, hier ist alles fein, ebenso die High-Side Schalter > Die positiven Spannungen schaltet man mit P-Schaltern(Fet oder bipolar), > die negativen Spannungen mit N-Schaltern(Fet oder bipolar). Wir reden hier über die Low-Side, nicht die High-Side (also über P für negative Spannungen und N für positive), Herausforderung ist, dass an der Low-Side (Richtung GND) positive und negative Spannungen anliegen könne. Zusätzlich haben wir die Randbedingungen Schaltzeit <10 uS, geringer Platz und geringer Preis (ca. 50 ct / Schalter)
Dann wuerd ich diese supertex schalter verwenden, alles andere ewaere toericht. Sollen wir unsere Zeit rausblasen dass du 20cents sparen kannst?
und nun schrieb: > Dann wuerd ich diese supertex schalter verwenden, alles andere ewaere > toericht. Der jedoch zu groß (ggf. auch zu teuer) wäre, wenn nur 1-4 Kanäle benötigt werden. > Sollen wir unsere Zeit rausblasen dass du 20cents sparen kannst? Nun, die Kernfrage lautet, gibt es einen platzsparenden Low-Side Schalter, der mit positiven und negativen Spannungen klarkommt, ich halte das durchaus für eine interessante Fragestellung. Können wir uns darauf fokussieren? Was spricht denn z.B. gegen den TRIAC? Auch wenn die kaufmännsche Komponente Off-Topic ist: bei entsprechenden Stückzahlen (100k+) spielen auch 20 ct eine Rolle.
@ DisplayFreak (Gast) >der Benchmark ist aktuell ein Supertex 24-Kanal Analogschalter - Preis >zwischen 8 und 10 EUR, macht also 30-40 ct pro Schalter. Da wir für >kleinere Ausführungen der Geräte nur maximal 8-10 Kanäle benötigen, wäre >ein Preis von max. 50-60 ct pro Kanal akzeptabel. Sowas hier? www.supertex.com/pdf/datasheets/HV2662.pdf Also ich würde sagn, das ist schon eine SEHR kompakte, PREISWERTE Lösung! 16 Stück 200V Analogschalter bekommst du nicht billiger! Für die kleineren Geräte kann man doch einen Typen mit weniger Kanälen nehmen, wo ist das Problem? >Was hältst Du von der Lösung mit Triac? Naja, nach einiger Überlegung könnte das was werden. Wenn du nur Pulse hast und sich pro Puls die Strompolarität nicht ändern, könnte man mit kleinen TRIACs das machen und ggf. billiger sein al 60 Cent/Kanal. 5us Schaltzeit sind kein Problem, TRIACs schalten so in 1-2us. Allerdings haben die einen Mindeststrom (Einrast und Haltestrom), je nach Typ im Bereich 1-50mA.
Man könnte auch zwei MOSFETs antiseriell verschalten, dann hat man einen Schalter, der beide Polaritäten schalten kann und abschaltbar ist. Also bei Sources zusammenschalten, ebenso die Gates. Die beiden verbleibenden DRAINs sind dann die Schalteranschlüsse. Allerdings wird es schwierig, einen MiniMOSFET mit 200V Sperrspannung und 3,3V an Gate zu schalten, hier bräuchte man einen Pegelwandler.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.