High-Side N-Channel Mosfet mit 5V schalten

[Frederik P. (frederikp)]

Hallo,

ich möchte einen RaspberryPI mit einem Mosfet aus, jedoch vor allem 
anschalten. Der PI ist an einen Monitor angeschlossen, dieser hat 
USB-Anschlüsse. Diese Anschlüsse werden nur mit +5V betrieben, wenn der 
Monitor auch an ist.

Also habe ich mir überlegt ein N-Channel Mosfet zu verwenden, mit Gate 
an den Monitor.

=> Monitor an, Raspberry PI fährt hoch.
=> Montior aus, PI wird, falls nicht heruntergefahren, hart 
ausgeschaltet (Lassen wir hier mal die potentiellen Risiken des 
SD-Kartenschadens außer Acht)

Der PI wird natürlich betrieben mit einem Netzteil, das +5V liefert 
(maximaler Strom 2A).

Ein N-Channel Mosfet Low-Side ist leider nicht möglich, da Audio-out, 
HDMI, LAN, etc. geerdet sind. P-Channel High-Side auch nicht, da das 
dann Monitor an -> Pi aus und andersherum bedeuten würde.

Ich bin also auf der Suche nach einer Schaltung / Driver was die 
gewünschten Fähigkeiten erfüllt. Der Stromverbrauch im "An--Status" 
spielt keine große Rolle, im "Aus-Status" sollte er möglichst gering / 
nicht vorhanden sein.

Vielen Dank!

[THOR (Gast)]

Frederik P. schrieb:
> P-Channel High-Side auch nicht, da das
> dann Monitor an -> Pi aus und andersherum bedeuten würde.

Invertieren und gut ist.

High Side n Channel lässt sich ansteuern mit:

- Bootstrap: Keine 100% Duty Cycle möglich, scheidet aus
- Gatetransformator, dito
- Hilfsspannungsversorgung: Braucht Standbystrom, scheidet aus

Ergo: High Side N Channel ist keine brauchbare Lösung für dein Problem.

Ein Relais würde die Aufgabe übrigens auch erfüllen.

[Frederik P. (frederikp)]

THOR schrieb:
> Invertieren und gut ist.

Könntest du erläutern, wie du das meintest, bzw. was ich hier machen 
muss?

THOR schrieb:
> Ein Relais würde die Aufgabe übrigens auch erfüllen.
Klingt auch gut, evtl. werde ich dann das machen.

Danke!

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Frederik P. schrieb:
> Könntest du erläutern, wie du das meintest, bzw. was ich hier machen
> muss?

Mache dir klar, das für den MOSFet nur wichtig ist, was zwischen Gate 
und Source steht. Wenn der MOSFet durchschaltet, stehen am Ausgang die 
5V, es muss am Gate aber 5V plus die Spannung stehen, bei der der MOSFet 
sicher durchschaltet, also z.B. 10V.
Deswegen nehmen Highside Treiber mit N-Kanal MOSFet entweder 
Ladungspumpen oder extra DC/DC Wandler, um die Spannung an der Source 
aufzustocken.
Das ist einfach zu viel Aufwand für eine Schalterei, wie du sie vorhast. 
Wir anderen nehmen also P-Kanaler und sind damit zufrieden. Anhängend 
das Prinzip.

[THOR (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Anhängend
> das Prinzip.

Was heisst Prinzip, das ist ne fertig dimensionierte Schaltung. Und für 
die zu erwartende Schaltfrequenz auch vernünftig dimensioniert.

[peewee (Gast)]

Joa, Matthias´ Schaltung ist "die" Standardschaltung dafür. Und original
so benutzbar. Je nach Schalthäufigkeit oder dann besser -frequenz gibts
doch aber auch N- und P-Kanal in einem Gehäuse (ebenfalls invertierend).

So weit ich weiß, auch mit maximalen Gate-Spannungen bis zu +/- 30V
hinauf, wenn´s mal mehr als 5V sein sollen. (Das hätte aber auch hier
den Vorteil der Ersparnis des (zugegeben geringen) Stromes durch den R.)

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

THOR schrieb:
> Was heisst Prinzip, das ist ne fertig dimensionierte Schaltung.

Schon, aber die Art des P-Kanal fehlt. Wenn man damit 5V schalten 
möchte, muss der P-Kanal schon ein Logiklevel-Typ sein.

[Quantfr (Gast)]

Hallo,

Smart High-Side Power Switch

BTS5020-1EKA
Single Channel, 20mΩ

Mit dem hab ich gute Erfahrungen gemacht.

[Frederik P. (frederikp)]

Danke für die Ratschläge! Ich werde mir mal die drei verschiedenen 
Möglichkeiten anschauen, und dann eine auswählen.

Am wahrscheinlichsten ist jedoch ein Relais mit Optokoppler denke ich. 
Den BTS5020-1EKA werde ich mir für zukünftige Projekte merken, ist aber 
ein wenig overkill hier meiner Meinung nach. Die Inverterschaltung 
klingt auch nicht schlecht, sind aber mehrere Bauteile, wofür ich dann 
eine kleine Schaltung bauen müsste. Das Relais kann ich direkt 
(unsauber) an die Leitungen löten.

[Markus M. (markus_4)]

Den Optokoppler kannst du dir mit Relais auch sparen.
Freilaufdiode ist wichtiger.
Sind dann auch nur zwei Bauteile weniger als mit der 
P-Kanal+Inverter-Schaltung.
P-Mos-Schaltung kannst du außerdem kleiner aufbauen (auf einem Rest 
Lochraster-Platine ordentlicher und kleiner als das freifliegende 
Relais) und beliebig oft schalten (im Gegensatz zum Relais; das ist aber 
beim vorgesehenen Zweck eher ein theoretisches Problem). Das Klacken des 
Relais entfällt...