Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET für Relaistreiber richtig gewählt?


von Mathi (Gast)


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Hallo Zusammen,

ich bin mir leider nicht ganz sicher, ob ich das richtige MOSFET für das 
Durchschalten meines Relais ausgewählt habe.

Ich habe folgendes Relais von NEC:
http://www.nec-tokin.com/english/product/pdf_dl/mini_power/relay_ex1_ex2_e.pdf

Ich habe das Relais bereits mit einem Labornetzteil betrieben. Bei 12V 
fließen durch die Relaisspule ca. 90mA.

Nun möchte ich einen MOSFET als treiber verwenden der genau diesen 
Anforderungen (12V und 90mA ca. 10 Sekunden halten) gerecht wird. Ich 
möchte mich nur vergewissern ob ich dir Datenblätter richtig verstanden 
habe. Ich habe folgende MOSFETs rausgesucht:

1) 
https://www.reichelt.de/BS-Transistoren/BSS-138-SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2884&ARTICLE=41437

Dieser MOSFET eignet sich NICHT zum Treiben des Relais, da das 
SOR-Diagramm die Anforderungen nicht erfüllt. Liege ich da richtig?

2)https://www.reichelt.de/MOSFET-Transistoren-IXYS/TSM-3404-SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=4350&ARTICLE=115913

Bei diesem MOSFET bin ich mir nicht sicher ob er die Anforderungen 
erfüllt aber ich denk schon, da im Datenblatt angegeben wird, dass der 
FET mit 30 V Uds und 5A Id betrieben werden kann. Dennoch glaube ich 
dass der MOSFET viel zu teuer und zu überdimensioniert ist für meinen 
Verwendungszweck.

Gibt es vielleicht besser geeignete MOSFETs zum Treibern des Relais?

Entschuldigt bitte mein Unwissen und bedanke mich für hilfreiche 
Antworten.

Viele Grüße,
Matthias

: Verschoben durch Moderator
von Bernd K. (bmk)


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Mathi schrieb:
> Dennoch glaube ich dass der MOSFET viel zu teuer und zu
> überdimensioniert ist für meinen Verwendungszweck.
>

In der Tat, viel zu teuer.

Nimm diesen:
https://www.reichelt.de/IRL-IRFZ-Transistoren/IRLML-2803/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2896&ARTICLE=108738&OFFSET=16&;

der ist 43% billiger.

von Manfred (Gast)


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Mathi schrieb:
> viel zu teuer und zu überdimensioniert
Ein schissiges Relais schalte ich mit einem BC_irgendwas, nix MOSFET.

von hinz (Gast)


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Mathi schrieb:
> 1)
> 
https://www.reichelt.de/BS-Transistoren/BSS-138-SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2884&ARTICLE=41437
>
> Dieser MOSFET eignet sich NICHT zum Treiben des Relais, da das
> SOR-Diagramm die Anforderungen nicht erfüllt. Liege ich da richtig?

Nein, der reicht völlig aus. Du hast wohl SOA nicht verstanden.

von Mathi (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten!

hinz schrieb:
> Nein, der reicht völlig aus.

Könntest du mir erklären woran du erkennst, dass der MOSFET doch 
ausreicht?

hinz schrieb:
> Du hast wohl SOA nicht verstanden.

Anscheinend .. Werde ich mir jetzt gleich mal genauer anschauen.

Vielen Dank für eure Bemühungen!

von Klaus (Gast)


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Ich hab das praktisch vielfach erprobt. Dazu noch ne BAV70 oder eine 
BAR43, was mir grad zuerst in die Hände fällt.

MfG Klaus

von Matthi (Gast)


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Hmm.. Also wenn ich mir die maximal Verlustleistung im Datenblatt 
anschaue (360mW) , dann würde der FET doch eigentlich nicht ausreichen 
wenn ich ihn mit Uds=12V und Id=90mA betreibe. Wundert mich , dass 
einige von euch sagen, dass es dennoch funktionieren würde

von hinz (Gast)


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Matthi schrieb:
> Hmm.. Also wenn ich mir die maximal Verlustleistung im Datenblatt
> anschaue (360mW) , dann würde der FET doch eigentlich nicht ausreichen
> wenn ich ihn mit Uds=12V und Id=90mA betreibe. Wundert mich , dass
> einige von euch sagen, dass es dennoch funktionieren würde

Wenn die 90mA fließen hast du keine 12V mehr zwischen Drain und Source.

von Achim S. (Gast)


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Matthi schrieb:
> dann würde der FET doch eigentlich nicht ausreichen
> wenn ich ihn mit Uds=12V und Id=90mA betreibe.

Um das hinzukriegen müsstest du ihn mit einer Gatespannung knapp über 
der Schwellspannung betreiben (und die Relaisspule überbrücken, damit 
die Spannung nicht an ihr abfällt).

Wenn du ihn stattdessen halbwegs vernünftig durchschaltest, werden nur 
90mA*RDS_on am FET abfallen - und das lässt ihn kalt.

von Falk B. (falk)


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@Mathi (Gast)

>https://www.reichelt.de/BS-Transistoren/BSS-138-SM...

>Dieser MOSFET eignet sich NICHT zum Treiben des Relais, da das
>SOR-Diagramm die Anforderungen nicht erfüllt. Liege ich da richtig?

Nein.

https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm

Beachte, daß du hier Schaltbetrieb hast!

"Im normalen Schaltbetrieb liegt der Arbeitspunkt auf der linken 
Grenzlinie R_DS_ON_MIN. Nur im Linearbetrieb liegt der Arbeitspunkt 
innerhalb der Fläche, welche durch die Außenlinien begrenzt wird."

>Gibt es vielleicht besser geeignete MOSFETs zum Treibern des Relais?

Der BSS138 ist goldrichtig, der hat bei 4,5V am Gate typ. 1, max. 6Ohm 
R_DS_ON.

P = I^2 * R = 90mA^2 * 6 Ohm = 48,6mW, real eher die Hälfte und weniger.

>Entschuldigt bitte mein Unwissen

Wieso, weshalb, warum, wer nicht fragt bleibt dumm.

>Hmm.. Also wenn ich mir die maximal Verlustleistung im Datenblatt
>anschaue (360mW) , dann würde der FET doch eigentlich nicht ausreichen
>wenn ich ihn mit Uds=12V und Id=90mA betreibe. Wundert mich , dass
>einige von euch sagen, dass es dennoch funktionieren würde

Weil im Schaltbetrieb die allermeiste Leistung über der Last (=Relais) 
abfällt und nur ein Bruchteil über dem Schalter (MOSFET). Dein Relais 
verbrät 12V * 90mA = 1080mW, der MOSFET nur ~50mW, also knapp 5%.

von Matthi (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Wenn du ihn stattdessen halbwegs vernünftig durchschaltest, werden nur
> 90mA*RDS_on am FET abfallen - und das lässt ihn kalt.

Ah okay! Verstehe. Das heißt, dass weiterhin fast die kompletten 12 V 
über die Relaispule abfallen werden und nur relativ wenig über RDS_on 
bzw. über den MOSFET.
Dann ist der Moment des Durchschaltens die höchste Belastung für den 
MOSFET, da RDS_on noch realativ groß ist und der Strom anfängt zu 
fließen. Ich hoffe, dass ich das nicht ganz so kompliziert ausgedrückt 
habe :)

Vielen Dank für eure Antworten

von Falk B. (falk)


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@Matthi (Gast)

>Dann ist der Moment des Durchschaltens die höchste Belastung für den
>MOSFET, da RDS_on noch realativ groß ist und der Strom anfängt zu
>fließen.

Genau so. Darum sollte man auch relativ schnell schalten, wobei man hier 
auch mit 1ms Schaltzeit locker auskommen würde.

https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste

von Matthi (Gast)


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Falk B. schrieb:
> "Im normalen Schaltbetrieb liegt der Arbeitspunkt auf der linken
> Grenzlinie R_DS_ON_MIN. Nur im Linearbetrieb liegt der Arbeitspunkt
> innerhalb der Fläche, welche durch die Außenlinien begrenzt wird."

Okay, jetzt hat es klick gemacht! Der Artikel ist übrigens sehr gut.

Falk B. schrieb:
>>Entschuldigt bitte mein Unwissen
>
> Wieso, weshalb, warum, wer nicht fragt bleibt dumm.

Ich hab leider oft hier im Forum lesen müssen wie Anfänger (wie ich) 
Verständnisfragen gestellt und einige sehr erfahrene Personen darauf 
sehr herablassend und kein bisschen hilfreich geantwortet haben. Da bin 
ich natürlich erst einmal abgeschreckt eine Frage zustellen bzw. denke 3 
mal über meine Frage nach bevor ich sie stelle. Deswegen die vorsichtige 
Formulierung.

von Manfred (Gast)


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Matthi schrieb:
> Ich hab leider oft hier im Forum lesen müssen wie Anfänger (wie ich)
> Verständnisfragen gestellt und einige sehr erfahrene Personen darauf
> sehr herablassend und kein bisschen hilfreich geantwortet haben.

Da lege ich gerne noch einmal nach: Du musst unbedingt einen FET 
einsetzen, wo das Verständnis dessen Arbeitsbereiches Dir Probleme 
bereitet. Schon lange vor dem FET gab es Transistoren, z.B. den BC107, 
die für diese Anwendung absolut problemlos einsetzbar wären.

Warum also, Du kennst diese Bauteile nicht, ganz einfach NPN-Transistor 
genannt? Du willst einen FET einsetze, weil der modern ist? Du ...

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