Hallo, mit einem IRLML2502 an einem Attiny sollen ein paar LED geschaltet werden. Die Betriebsspannung ist 4V, der Vorwiderstand zum Gate beträgt 200 Ohm. Der Maximalstrom der LED ist 400 mA. PWM-Frequenz würde ich gerne bei 2 kHz ansetzen. Meine eigenen Berechnungen ergeben folgendes: Max. Ptot = 1,25W Gatekapazität bei 4V = 8 nF, ich rechne mal mit 12 nF wegen Leiterbahnkapazitäten und Sicherheitspuffer Schaltzeiten gesamt + Laden bis 2,5V 2,34 µs = 2340 ns + Entladen von 2,5V bis 0,01V 14.38 µs = 14380 ns + Turn-on-delay 7,5 ns + Rise time 10 ns + Turn-off-delay 54 ns + Fall time 26 ns gibt insgesamt ca 17 µs pro Ein- und Ausschalten. Darf ich dann sagen, dass bei maximalen 1,6W Verlustleistung (alles fällt am MOSFET ab) die leitende (durchgeschaltete oder gesperrte Zeit) mindestens 17 µs*1,6W/1,25W = 22 µs betragen muss? Das würde für mich bedeuten, dass die maximale Periodendauer 22 µs + 17 µs = 39 µs ist? Als PWM könnte ich demnach 1000000µs/39µs=25641 Hz nehmen, wenn der MOSFET mit 1,25W belastet sein soll. Die geplanten 2 kHz sind also kein Problem? Habe ich richtig gerechnet? Am MOSFET fallen dann nur noch etwa 7,8% der maximal zulässigen Verlustleistung ab? Oder ist das alles Kokolores und 400 mA bei 4V sowieso zu popelig, um den MOSFET ernsthaft zu gefährden? Danke!
grillheinz schrieb: > mit einem IRLML2502 an einem Attiny sollen ein paar LED geschaltet > werden. Die Betriebsspannung ist 4V, Dein Mosfet ist aber nicht für 4V spezifiziert. Steht gleich auf der ersten Seite des Datenblatts.
grillheinz schrieb: > Hallo, > > mit einem IRLML2502 Der hat 45mOhm bei 4,5V bzw. 80mOhm bei 2,5V UGS. Nicht schlecht. > an einem Attiny sollen ein paar LED geschaltet > werden. Die Betriebsspannung ist 4V, > der Vorwiderstand zum Gate beträgt > 200 Ohm. Kann man auch weglassen. Beitrag "Re: Transistor, 1A, 4MHz Schaltfrequenz" > Der Maximalstrom der LED ist 400 mA. PWM-Frequenz würde ich gerne bei 2 > kHz ansetzen. > Meine eigenen Berechnungen ergeben folgendes: > Max. Ptot = 1,25W > Gatekapazität bei 4V = 8 nF, ich rechne mal mit 12 nF wegen > Leiterbahnkapazitäten und Sicherheitspuffer Falsch. Das Ding hat 8-12nC (nanoColoumb) total Gate Charge, das ist eine Ladung, keine Kapazität in nF! > Schaltzeiten gesamt > + Laden bis 2,5V 2,34 µs = 2340 ns Geht deutlich schneller. Der IRLZ34N hat bis zu 25nC und wird vom AVR (ohne Vorwiderstand) in ca. 200ns geladen. > + Entladen von 2,5V bis 0,01V 14.38 µs = 14380 ns Falsch. Siehe oben. Außerdem sind die 10mV praxisfremd. Der MOSFET ist schon knapp unter der Threshhold-Voltage absolut dicht, hier ca. 0,6-1,2V. > + Turn-on-delay 7,5 ns > + Rise time 10 ns > + Turn-off-delay 54 ns > + Fall time 26 ns > gibt insgesamt ca 17 µs pro Ein- und Ausschalten. Niemals. > Darf ich dann sagen, > dass bei maximalen 1,6W Verlustleistung (alles fällt am MOSFET ab) Auch falsch. https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Verlustleistung > die > leitende (durchgeschaltete oder gesperrte Zeit) mindestens 17 > µs*1,6W/1,25W = 22 µs betragen muss? Auch falsch. Da MUSS gar nichts. Eher kann, wenn die vorherige Rechnung richtig wäre und man die volle Verlustleistung nur mit Schalten verbraten will. Außerdem wäre es dann 17us * 1,25W/1,6W ~13us > Das würde für mich bedeuten, dass > die maximale Periodendauer 22 µs + 17 µs = 39 µs ist? Nein, du bist auf dem Holzweg. > Als PWM könnte ich > demnach 1000000µs/39µs=25641 Hz nehmen, wenn der MOSFET mit 1,25W > belastet sein soll. Soll er das? Nein. Er soll eher so wenig wie möglich Verluste erzeugen. > Die geplanten 2 kHz sind also kein Problem? Ja. > Habe ich richtig gerechnet? Nein. > Am MOSFET fallen dann nur noch etwa 7,8% der maximal zulässigen > Verlustleistung ab? Wie kommst du auf diese kühne These? Laß mich raten, du hast die Verhältnisse der Frequenzen gebildet. So wird das nix. > Oder ist das alles Kokolores und 400 mA bei 4V sowieso zu popelig, um > den MOSFET ernsthaft zu gefährden? Man kann das sinnvoll abschätzen, etwa so. f_PWM = 2kHz t_on ~ 200ns (Pi mal Daumen aus der Messung mit dem IRLZ34N abgeschätzt, eher weniger) t_off ~ 200ns, dito P_Last = 4V * 0,4A = 1,6W (das ist zwar eine nichtlineare LED-Last, bei der man nicht wie bei einer ohmschen Last mit Lastanpassung rechnen kann, wir machen es aber der Einfachheit halber mal so, denn das ist die strengere Rechnung)
1 | P_On = I^2 * R_DS_ON = 0,4A^2 * 80mOhm = 12,8mW (gähn) statische Verlustleistung bei 100% PWM |
Da unsere geschätzten Schaltzeiten gleich sind
1 | P_SW = 2 * 0,25 * Un * In * tsw/T = 0,5 * 4V * 0,4A * 200ns/500us = 0,32mW |
Dein MOSFET wird einfrieren! ;-)
Harald W. schrieb: > grillheinz schrieb: > >> mit einem IRLML2502 an einem Attiny sollen ein paar LED geschaltet >> werden. Die Betriebsspannung ist 4V, > > Dein Mosfet ist aber nicht für 4V spezifiziert. Steht gleich > auf der ersten Seite des Datenblatts. Nö, zumindest nicht in meinem. Er ist für 4,5 und 2,5V U_GS spezifiziert.
Falk B. schrieb: >> Dein Mosfet ist aber nicht für 4V spezifiziert. Steht gleich >> auf der ersten Seite des Datenblatts. > Nö, zumindest nicht in meinem. Ich habe das µC.net Datenblatt genommen. > Er ist für 4,5 und 2,5V U_GS > spezifiziert. Ja, auf der ersten Seite stehen die 4,5V und auf der zweiten die 2,5V (gut versteckt). Ich habe mich also geirrt. Anscheinend muss man das Datenblatt wohl doch vollständig lesen.
grillheinz schrieb: > Die geplanten 2 kHz sind also kein Problem? Habe ich richtig gerechnet? Frag mal lieber LTspice. Falk hat Dir ja bestätigt das Deine Rechnerei nicht ganz in Ordnung ist. mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > Frag mal lieber LTspice. Man kann den Kinderkram auch mal einfach zusammenlöten und den Finger dran halten! Wie bloß habe ich Schaltungen zur Funktion gebracht, bevor es Internet und Spice gab?
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Manfred schrieb: > Man kann den Kinderkram auch mal einfach zusammenlöten und den Finger > dran halten! > > Wie bloß habe ich Schaltungen zur Funktion gebracht, bevor es Internet > und Spice gab? Etwa so wie im Bild? MfG
Manfred schrieb: > Wie bloß habe ich Schaltungen zur Funktion gebracht, bevor es Internet > und Spice gab? Mit mehr zivilen Bauteilopfern. Ganz schön fortschrittsfeindlich für einen Elektrotechniker.
Christian S. schrieb: >> Wie bloß habe ich Schaltungen zur Funktion gebracht, bevor es Internet >> und Spice gab? > Etwa so wie im Bild? Das ist ein paar (wenige) Jahrzehnte vor meiner Zeit. c r schrieb: > Mit mehr zivilen Bauteilopfern. Das kann ich nicht abstreiten. > Ganz schön fortschrittsfeindlich für einen Elektrotechniker. Dem mag ich mich nur begrenzt anschließen. Ich sehe in diesem Forum jede Mengen an Diskussionen und Simulationen, die man mit etwas Kopfrechnen und Erfahrung in einem Bruchteil der Zeit lösen könnte. Von mir aus darfst Du es auch Alterssturheit nennen, ich löte gerne mal ein paar Bauteile zusammen und gucke mir meßtechnisch an, was passiert.
Manfred schrieb: > Dem mag ich mich nur begrenzt anschließen. Ich sehe in diesem Forum jede > Mengen an Diskussionen und Simulationen, die man mit etwas Kopfrechnen > und Erfahrung in einem Bruchteil der Zeit lösen könnte. Die Erfahrung hat man sich mühevoll erarbeiten müssen. Auch durch Lernen oder Studium. Das ist durch nichts zu ersetzen. Die Bauteilopfer hielten sich in Grenzen. Es gab ja auch schon Richtlinien dazu. grillheinz schrieb: > mit einem IRLML2502 an einem Attiny sollen ein paar LED geschaltet > werden. Die Betriebsspannung ist 4V, der Vorwiderstand zum Gate beträgt > 200 Ohm. > > Der Maximalstrom der LED ist 400 mA. PWM-Frequenz würde ich gerne bei 2 > kHz ansetzen. Für sowas deine Berechnung anzustellen ist schon pervers. Wie kommt man da nur auf solche Gedanken. Man nimmt die Teile und es funktioniert. Oder machst du Raketentechnik für den Mars? grillheinz schrieb: > Oder ist das alles Kokolores und 400 mA bei 4V sowieso zu popelig, um > den MOSFET ernsthaft zu gefährden? Ja, mehr ist dazu nicht zu sagen.
michael_ schrieb: >> Der Maximalstrom der LED ist 400 mA. PWM-Frequenz würde ich gerne bei 2 >> kHz ansetzen. > > Für sowas deine Berechnung anzustellen ist schon pervers. Erzähl kein Blech! > Wie kommt man da nur auf solche Gedanken. Das ist der normale Weg. > Man nimmt die Teile und es funktioniert. Unsinn. Eine Überschlagsrechnung sollte man IMMER machen, auch bei den trivialsten Schaltungen.
Aha, da muß ich den Begriff Überschlagsrechnung neu überdenken! grillheinz schrieb: > Meine eigenen Berechnungen ergeben folgendes: > Max. Ptot = 1,25W > Gatekapazität bei 4V = 8 nF, ich rechne mal mit 12 nF wegen > Leiterbahnkapazitäten und Sicherheitspuffer > Schaltzeiten gesamt > + Laden bis 2,5V 2,34 µs = 2340 ns > + Entladen von 2,5V bis 0,01V 14.38 µs = 14380 ns > + Turn-on-delay 7,5 ns > + Rise time 10 ns > + Turn-off-delay 54 ns > + Fall time 26 ns > gibt insgesamt ca 17 µs pro Ein- und Ausschalten. Darf ich dann sagen, > dass bei maximalen 1,6W Verlustleistung (alles fällt am MOSFET ab) die > leitende (durchgeschaltete oder gesperrte Zeit) mindestens 17 > µs*1,6W/1,25W = 22 µs betragen muss? Das würde für mich bedeuten, dass > die maximale Periodendauer 22 µs + 17 µs = 39 µs ist? Als PWM könnte ich > demnach 1000000µs/39µs=25641 Hz nehmen, wenn der MOSFET mit 1,25W > belastet sein soll.
Christian S. schrieb: > Etwa so wie im Bild? Sowas habe ich mal bei einem älteren Kollegen gesehen, mit dem Lötkolben die Zigarette anzünden.
grillheinz schrieb: > Die Betriebsspannung ist 4V > Der Maximalstrom der LED ist 400 mA. Da wird nichts warm. Bis 24V/5A setze ich den MOSFET einfach ohne Kühlung auf die Platine.
Okay, also mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Scheint zu funktionieren, vermutlich auch mit Angstwiderstand (habe einen analogen Komparator in der Schaltung mit drin) Peter D. schrieb: > Bis 24V/5A setze ich den MOSFET einfach ohne Kühlung auf die Platine. Du meinst aber mit "den MOSFET" nicht den IRLML2502, oder?
Harald W. schrieb: > Dein Mosfet ist aber nicht für 4V spezifiziert. Steht gleich > auf der ersten Seite des Datenblatts. @Harald (und an Interessierte): Guckst Du zukünftig (hier unter "Electrical Characteristics) bei den Spezifikationen für "R_DS(ON)". Alle mir bekannten FET-Datenblätter enthalten dort mögliche (evtl. mehrere) V_GS als Meßbedingungen. grillheinz schrieb: > Du meinst aber mit "den MOSFET" nicht den IRLML2502, oder? Richtig erkannt. Der Spruch war allgemein in die selbe Bresche wie andere, es gehe nicht so genau, oder so ähnlich. (Zum Glück dank der 25V sofort als "nicht mit IRLML2502 korrellierend" erkennbar - imho meint Peter eher etwas größere Chips, aber egal...) Rechnen ist übrigens PRAKTISCH NIE grundsätzlich unnötig.
grillheinz schrieb: > Du meinst aber mit "den MOSFET" nicht den IRLML2502, oder? Für 24V/5A setze ich z.B. den PSMN014-80YL im Power-SO8 (SOT669) ein. Die Verluste berechne ich überschlagsmäßig aus dem Strom und dem On-Widerstand: 14mΩ * 5A² = 350mW.
Manfred schrieb: > Wie bloß habe ich Schaltungen zur Funktion gebracht, bevor es Internet > und Spice gab? Kann ich Dir genau sagen. Es wurde zuerst mit Papier und Bleistift und einem Taschenrechner ein Entwurf gemacht. Dazu brauchte man in der Regel noch Datenbücher, so weit man sie eben noch hatte. Der Elektor war auch eine Quelle um Bauteile ausfindig zu machen. Dann wurde bei mir gerne so ein Drahtverhau zusammen gelötet, die auch schon mal zum Knubbel wurde. Mein bestes Meßgerät war ein Hameg HM307. Gut, der Tietze/Schenk war auch dabei. Frequenzgang, Phasenlage, Verlustleistungen, FFT und Rauschspannungen waren da die Unbekannten. Man könnte auch fragen, wie hat man früher ohne Internet und Simulation Autos konstruiert? mfg klaus
Manfred schrieb: > Ich sehe in diesem Forum jede > Mengen an Diskussionen und Simulationen, die man mit etwas Kopfrechnen > und Erfahrung in einem Bruchteil der Zeit lösen könnte. Und dann heißt es, "oh, daran habe ich ja gar nicht gedacht". mfg Klaus
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