Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MOSFET Zustand - Gate Ladung


von Villar (Gast)


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Hallo zusammen!

Hier ein Schaltungssnippet, das ich zum Stromsparen bei 12V DC Relais 
verwende. Haltespannung der Relais ist 4.8V < (6V - 0.7V), für 
Schaltvorgänge werden die vollen 12V durchgeschaltet. BOOST ist uC 
PushPull Ausgang bei 3V. IRLML2502 Vgs liegt bei 1.2V.

Soweit so gut, bin mir auch recht sicher, dass das in dieser Form schon 
funktioniert hat. Nun verändert sich allerdings der Zustand des 2502 bei 
Toggle von BOOST nicht mehr. Es sei denn, ich bin mit meinem Multimeter 
in der Leitung um das Toggle zu beobachten. Erste Idee war, dass das 
Gate sich nicht mehr entladen kann, vllt weil der Lower der PushPull 
Stufe im uC einen Schaden hat? Allerdings kann ich den Zustand sowohl im 
leitenden wie auch nicht leitenden Zustand "freezen", also 5.3V 
RelaisPower trotz BOOST auf 3V. Lässt sich durch die Multimeter Methode 
ebenfalls lösen.

Jemand eine Idee? PullDown nach GND wäre natürlich eine Möglichkeit, die 
ich aufgrund der fortgeschritten Tageszeit nicht mehr testen werde. Aber 
notwendig sollte er nicht sein oder?

Gruß
Villar

von Sean G. (atmega318)


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Zu deinem Problem:
Kann es sein, dass du einen AVR verwendest, und den Pin auf Eingang 
geschalten hast? Weil dann würdest du nur den Pullup an- und abschalten, 
und als High würde, die (40k?) Ausgangswiderstand reichen, aber gegen 
Masse hast du natürlich 0 Treibkraft.
LG, Sean

von Villar (Gast)


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@Sean: uC ist ein Silabs 8051 Derivat (C8051F312). Da wird ein 
Eingangspin konfiguriert als Open-Drain Output mit Pin=HIGH. Die weak 
pullups sollten  nicht aktiv sein.

Gabs hier heute nacht ein Thread Wurmloch oder woher kommt der Quark 
oben mit Zeitangaben vor meines Startpostings?

Gruß
Villar

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Villar schrieb:

> Hier ein Schaltungssnippet, das ich zum Stromsparen bei 12V DC Relais
> verwende. Haltespannung der Relais ist 4.8V < (6V - 0.7V), für
> Schaltvorgänge werden die vollen 12V durchgeschaltet. BOOST ist uC
> PushPull Ausgang bei 3V.
>
> Soweit so gut, bin mir auch recht sicher, dass das in dieser Form schon
> funktioniert hat.

Da bin ich wiederum recht sicher vom Gegenteil überzeugt. Wenn das 
Relais abgefallen ist und wenn der µC-Ausgang auf L ist, dann kannst du 
mit einem H am µC-Ausgang das Relais einschalten. Du kannst es aber 
nicht wieder ausschalten - außer wenn die 6V Spannung irgendwie 
abgeschaltet wird.

Ist das wirklich, was du willst?

> Nun verändert sich allerdings der Zustand des 2502 bei
> Toggle von BOOST nicht mehr. Es sei denn, ich bin mit meinem Multimeter
> in der Leitung um das Toggle zu beobachten.

Ein simpler Wackelkontakt oder eine kalte Lötstelle?

> Erste Idee war, dass das
> Gate sich nicht mehr entladen kann, vllt weil der Lower der PushPull
> Stufe im uC einen Schaden hat? Allerdings kann ich den Zustand sowohl im
> leitenden wie auch nicht leitenden Zustand "freezen", also 5.3V
> RelaisPower trotz BOOST auf 3V.

Dann ist der Wackler wohl am Gate von U7.


XL

von Villar (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
>
> Ist das wirklich, was du willst?
>

Die Relais selber werden über Schieberegister und ULN2803 geschaltet, 
d.h. RelaisPower hier ist nur die Versorgungsspannung der Relais, die 
dann mit ULN2803 durchgeschaltet wird:
Einschalten eines Relais:
- RelaisPower 5.3V -> 12V
- Update Relaiszustände über Schieberegister
- nach 500ms RelaisPower wieder auf 5.3V

Ausschalten einfach Update des Schieberegisters.

>
> Ein simpler Wackelkontakt oder eine kalte Lötstelle?
>
>
> Dann ist der Wackler wohl am Gate von U7.

Das werde ich dann mal genauer unter die Lupe nehmen müssen.

Danke und Gruß
Villar

von GB (Gast)


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Villar schrieb:
> Da wird ein
> Eingangspin konfiguriert als Open-Drain Output mit Pin=HIGH. Die weak
> pullups sollten  nicht aktiv sein.

Das erklärt es doch schon. Mal' Dir das doch mal auf:

Gate vom 2502 geht über einen Vorwiderstand an eine Open-Drain-Ausgang.
Kein Pull-Up aktiviert.
Woher soll die Spannung kommen, um den MOSFET einzuschalten? Damit 
kannst Du den MOSFET nur ausschalten.

Hängst Du Dein Multimeter daran, so reicht schätzungsweise der Leckstrom 
aus dem Eingangsverstärker-Eingang komplett aus, um den MOSFET ein wenig 
leitfähig zu machen.
Damit der 6401 angeht, reicht ein Kanalwiderstand von 70k.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Villar schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:

>> Ist das wirklich, was du willst?
>
> Die Relais selber werden über Schieberegister und ULN2803 geschaltet,
> d.h. RelaisPower hier ist nur die Versorgungsspannung der Relais, die
> dann mit ULN2803 durchgeschaltet wird:
> Einschalten eines Relais:
> - RelaisPower 5.3V -> 12V
> - Update Relaiszustände über Schieberegister
> - nach 500ms RelaisPower wieder auf 5.3V
> Ausschalten einfach Update des Schieberegisters.

OK, das ist natürlich was anderes. Allerdings geht dann eine andere 
Rechnung nicht auf. Der ULN2803 hat nämlich eine häßlich fette 
Sättigungsspannung von ca. 1V. Von deinen 6V bleiben dann nur noch ~4.3V 
Haltespannung für die Relais. Es wäre auch zu prüfen, ob eine 1N4148 
überhaupt den Haltestrom für bis zu 8 Relais aushält.


XL

von Villar (Gast)


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GB schrieb:
> Das erklärt es doch schon. Mal' Dir das doch mal auf:
> Gate vom 2502 geht über einen Vorwiderstand an eine Open-Drain-Ausgang.
> Kein Pull-Up aktiviert.

Das war als Erklärung für Sean gedacht, der auf die Eingangspin 
Problematik beim AVR hinwies. Mein BOOST Ausgang ist natürlich kein 
OpenDrain sondern ein PushPull. Mit dem Multimeter seh ich ja auch den 
Toggle von 0V -> 3V -> 0V

Axel Schwenke schrieb:
> OK, das ist natürlich was anderes. Allerdings geht dann eine andere
> Rechnung nicht auf. Der ULN2803 hat nämlich eine häßlich fette
> Sättigungsspannung von ca. 1V. Von deinen 6V bleiben dann nur noch ~4.3V
> Haltespannung für die Relais. Es wäre auch zu prüfen, ob eine 1N4148
> überhaupt den Haltestrom für bis zu 8 Relais aushält.
>

Oh ein guter Punkt, vielen Dank. Offenbar haben die 
Haltespannungstoleranzen noch ausgereicht für die bislang maximal 
getesteten 4 Relais. Zwischen Haltespannung (0.4 Un) und 
Rückfallspannung (0.1 Un) ist ja noch etwas Platz. Diode hast du auch 
recht, mittlerweile nehme ich dafür eine BAT54, die müsste für 16 Relais 
(<= 280mA) reichen.

Gruß
Villar

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