Diskreten Treiber für P-Channel-FET optimieren

[Jonathan S. (joni-st)]

Guten Abend,

für einen Step-Up-Converter (3,3V ~ 4,2V ---> 12V) brauche ich einen 
High-Side-Treiber für einen P-Kanal-MOSFET vom Typ FDS8958 (LTSpice 
kennt den FET leider nicht). Da das Ganze mit einem Li-Ion-Akku 
betrieben werden soll, sollte der Stromverbrauch möglichst gering sein, 
trotzdem muss der FET innerhalb von maximal 125ns abgeschaltet werden 
(non-overlapping PWM mittels ATTiny26). Einen speziellen Treiber-IC kann 
ich mir leider nur schwer besorgen.

Im Anhang ist meine jetzige Schaltung, die im eingeschalteten Zustand 
etwa 12mA benötigt. Wie kann ich die Schaltung weiter optimieren?


Viele Grüße
Jonathan

[ArnoR (Gast)]

Normal wäre für einen StepUp-Converter eher ein LowSide-N-Kanal-Mosfet 
(hätte auch bessere Daten als ein P-Kanal) in entsprechender Schaltung, 
aber was ist hier schon normal.

> Einen speziellen Treiber-IC kann ich mir leider nur schwer besorgen.

Praktisch jeder Händler hat solche Dinger (auch Conrad, Reichelt usw.), 
die sind günstig, einfach zu besorgen und mit Abstand die beste Lösung.

[Jonathan S. (joni-st)]

ArnoR schrieb:
> Normal wäre für einen StepUp-Converter eher ein LowSide-N-Kanal-Mosfet
> (hätte auch bessere Daten als ein P-Kanal) in entsprechender Schaltung,
> aber was ist hier schon normal.

Der FDS8958 ist ein Dual-N/P-FET. Ich benutze in meinem Step-Up eine 
Halbbrücke, um die Regelung bei schwankender Last zu vereinfachen. Der 
P-FET ersetzt die Diode im Step-Up.


ArnoR schrieb:
> Praktisch jeder Händler hat solche Dinger (auch Conrad, Reichelt usw.),
> die sind günstig, einfach zu besorgen und mit Abstand die beste Lösung.

Das ist momentan leider wirklich keine Option... :(


Viele Grüße
Jonathan

[voltwide (Gast)]

Wo ist in Deiner Schaltung der StepUp-Konverter?
Ich sehe eine 12V-Spannungsquelle, die über einen PMOS auf eine 10R-Last 
geschaltet wird.

[Jonathan S. (joni-st)]

voltwide schrieb:
> Wo ist in Deiner Schaltung der StepUp-Konverter?
> Ich sehe eine 12V-Spannungsquelle, die über einen PMOS auf eine 10R-Last
> geschaltet wird.

Ich wollte den Treiber zunächst ohne den restlichen Krempel vom Step-Up 
entwickeln, damit ich dessen Komponenten nicht auch noch dauernd "im 
Weg" habe. Stört in der Simulation sehr, wenn man jedes mal noch darauf 
warten muss, dass sich der Ausgangs-Elko irgendwann auflädt.


Jonathan

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Jonathan Strobl schrieb:

> Im Anhang ist meine jetzige Schaltung, die im eingeschalteten Zustand
> etwa 12mA benötigt. Wie kann ich die Schaltung weiter optimieren?

Ganz abgesehen davon, daß die Schaltung nicht zum Text (Stepup) paßt: 
was soll das ganze Gedöhns mit L1, D1, Q1, Q2? Wenn du das richtig 
machst, dann kannst du auch R2 hochohmiger machen. Beispiel hier:

Beitrag "Re: N-Mosfet mit ARM (3V) sicher ansteuern"

Aber natürlich ist das alles Unsinn, was du da machst. Ein Stepup mit 
Synchrongleichrichter und dann einen ATtiny als Steuerung? Nimm doch 
einfach einen fertigen Switcher, z.B. von TI. Der funktioniert und hat 
einen Wirkungsgrad, den du zu Fuß ohnehin nicht erreichst.

[Gerd E. (robberknight)]

Jonathan Strobl schrieb:
> Step-Up-Converter (3,3V ~ 4,2V ---> 12V)
[...]
> (non-overlapping PWM mittels ATTiny26)

was hast Du denn da für eine Last dran? Wie schnell ändert die sich? Wie 
empfindlich ist sie gegen Über/Unterspannung bzw. -strom?

Denn der Attiny hat nicht unbedingt den schnellsten ADC. Daher ist die 
Regelungsgeschwindigkeit die Du damit schaffen kannst deutlich 
niedriger als das, was analoge Regler schaffen.

[Jonathan S. (joni-st)]

@Gerd E.: Am diesem Step-Up hängt ein billiges China-LCD (so ein 
7-Zoll-Touchscreen). Schwankungen im Laststrom sind nicht zu erwarten, 
der Hauptverbraucher ist ja immerhin die Hintergrundbeleuchtung, und die 
zieht Konstantstrom.

@Axel Schwenke: Danke für's wachrütteln, ich hab garnicht gemerkt, dass 
ich mit meiner Spulen-Konstruktion nur den schlechten FET ausgeglichen 
habe, den ich mal anstatt Q3 verbaut hatte. Da machte die Spule noch 
Sinn (und legte schön eine höhere Spannung auf den Drain-Widerstand), 
inzwischen ist sie überflüssig, wo ich einen BJT als Q3 habe.


Viele Grüße
Jonathan

[Jonathan S. (joni-st)]

Mit einer zusätzlichen Mitkopplung über einen PNP-Transistor scheint 
sich die Schaltzeit bei gleichzeitig niedrigem Ruhestrom stark 
verringern zu lassen.

Ich habe das mal aufgebaut und komme auf 80ns Umschaltzeit bei 2,5mA 
Ruhestrom.


Viele Grüße
Jonathan