Mosfet im Feld einsetzen

[Matze (Gast)]

Hallo zusammen,

bin grade am Planen einer Schaltung, welche nacher 16 Magnetspulen 
ansteuern soll. Die Spulen werden mit 70V und bis zu 15A (50ms) bzw. 7A 
(bis 500ms) angesteuert. Als Leistungsschalter will ich Logic Level 
Mosfets einsetzen.
Da die Mosfets recht viel Platz auf der Platine benötigen kam mir die 
Idee die Mosfets nicht auf die Platine zu löten sondern direkt bei den 
Spulen anzubringen. Dadurch würde ich die Platine wesentlich verkleinern 
und hätte auch gleichzeitig die breiten Leiterbahnen für die 70V von der 
Platine runter. Habe mal eine Skizze gemacht, wie ich mir das ganze 
vorstelle.

Ist das so umsetzbar oder gibt es dann Probleme mit Leitungskapazitäten 
oder ähnlichem? Oder nehm ich den Mosfet einfach ne Nummer Größer damit 
er mir während des Umschaltens nicht abraucht?
Oder hab ich dabei vielleicht einfach was nicht bedacht?

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Matze schrieb:
> Die Spulen werden mit 70V und bis zu 15A (50ms)
Sollen wir das wirklich erst nehmen?
Du willst bis 15A mit einem FET-Typ schalten, der für Pulströme bis 
500mA apezifiziert ist?

> Da die Mosfets recht viel Platz auf der Platine benötigen
??? Was ist viel Platz?
Warum nimmst du keine kleine Bauform?

> Idee die Mosfets nicht auf die Platine zu löten sondern
> direkt bei den Spulen anzubringen.
Kann man machen.

> Dadurch würde ich die Platine wesentlich verkleinern
> und hätte auch gleichzeitig die breiten Leiterbahnen für die 70V von der
> Platine runter. Habe mal eine Skizze gemacht, wie ich mir das ganze
> vorstelle.
Prinziliell ok, aber ich würde da noch Schutzbeschaltungen gegen 
Überspannung vorsehen. Durch ESD kann man sehr schnell ein Gate und auch 
ein Prozessorport beschädigen.

> Ist das so umsetzbar oder gibt es dann Probleme mit Leitungskapazitäten
> oder ähnlichem?
Bei Zeiten um 50ms ist das alles noch unkritisch.

> Oder nehm ich den Mosfet einfach ne Nummer Größer damit
> er mir während des Umschaltens nicht abraucht?
> Oder hab ich dabei vielleicht einfach was nicht bedacht?
Ja, lesen in jedem Fall das Datenblatt und überschreite auf keinen Fall 
die "maximum ratings" von Bauelementen.

Gruß Öletronika

[Matze (Gast)]

Vielen Dank erstmal für die Antwort.

U. M. schrieb:
> Sollen wir das wirklich erst nehmen?
> Du willst bis 15A mit einem FET-Typ schalten, der für Pulströme bis
> 500mA apezifiziert ist?

Nein sorry. Sollte nur eine Skizze sein und ich hab einfach schnell nen 
FET aus der Bibliothek genommen.

U. M. schrieb:
> ??? Was ist viel Platz?
> Warum nimmst du keine kleine Bauform?

Unabhängig von der Bauform nehmen die FETs schon durch ihre Anzahl 
einiges an Platz weg. Da ich die Platine später fertigen lassen möchte 
kann ich so etwas Geld sparen.

U. M. schrieb:
> Prinziliell ok, aber ich würde da noch Schutzbeschaltungen gegen
> Überspannung vorsehen. Durch ESD kann man sehr schnell ein Gate und auch
> ein Prozessorport beschädigen.

An ESD hatte ich noch garnicht gedacht. Dazu werd ich mir dann wohl noch 
ein bisschen was anlesen müssen.

Da es prinzipiel gehen sollte werd ich das ganze mal so planen und die 
Spulen bekommen dann einen kleinen Stecker mit integriertem FET.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Matze schrieb:
> An ESD hatte ich noch garnicht gedacht. Dazu werd ich mir dann wohl noch
> ein bisschen was anlesen müssen.
Auch Überspannungen durch Schaltvorgänge von Maschinen oder durch 
Blitzschlag sollte man bei professionellen Anwendungen berücksichtigen.

> Da es prinzipiel gehen sollte werd ich das ganze mal so planen und die
> Spulen bekommen dann einen kleinen Stecker mit integriertem FET.

Kannst du so machen. Auch die Freilaufdiode wird dann wohl mit dazu 
kommen.
Da die Schaltzeiten bei 50ms noch recht unkritisch sind, würde ich den 
den Widerstand R1 aufsplitten.
Paar hundert Ohm direkt hinter jeden uC-Ausgang und einen 
Überspannungsschutz mit Dioden gegen gnd und Vss z.B. mit SR05 (für 2 
Leitunegn) oder BAS40-04 oder ähnlich.
http://www.semtech.com/images/datasheet/sr05.pdf
http://cache.nxp.com/documents/data_sheet/BAS40_1PSXXSB4X_SER.pdf?pspll=1
Auch der Einsatz eine Treibers hinter dem uC entkoppelt die oft recht 
empfindlichen Ports. Wenn man den noch auf Fassung setzt, kann man im 
Schadensfall noch schneller reparieren.

Direkt vor das Gate auch paar hundert Ohm , dazu eine Z-Diode oder 
kapazitätsarme TSV-Diode (6...8V) als  Überspannungsschutz. Das Gate 
hält ja bis mind. ca. 10V aus, da muß die Spannungsbegrenzung nicht so 
eng ausgelegt werden.
Als Leitungen sind zumindest paarig verdrillte Adern anzuraten (Signal + 
Masse). Schirm ist bei 2m nicht unbedingt nötig, schadet aber auch 
nicht.
Gruß Öletronika

[MiWi (Gast)]

Matze schrieb:



>
> Unabhängig von der Bauform nehmen die FETs schon durch ihre Anzahl
> einiges an Platz weg. Da ich die Platine später fertigen lassen möchte
> kann ich so etwas Geld sparen.
>

billig, billiger, billigsten... bummmmmms


Denkst Du wirklich, daß es "billiger" ist, einen FET von der Platine 
abzusetzen und dann den ganzen Krempel von ESD, Ansteuergeschwindigkeit 
etc doppelt pro FET auszuführen?

Wenn ich mir Deine Unbedarftheit anschaue dann werden durch Deine "nur 
nicht zuviel Geld für ein paa cm² Platine ausgeben" Ansatz auch noch ein 
paar andere Kleinigkeiten auftauchen:

die 15A wollen bei Gelegenheit auch gebändingt werden. Da der 
Kabelsalat, der dort herumliegen wird auch kein Supraleiter sein wird 
werden sich  Potentialverschiebungen der div. GNDs an den FETs ergeben, 
die netterweise auch den uC beschäftigen und wahrscheinlich auch 
beschädigen werden.... Und je nach Kabellänge ist auch das L vom 
FET-Source zum gemeinsamen Massepunkt nicht zu verachten. Macht auch 
feine Grauslichkeiten...

Aber jeder wie er will.

MiWi