High Side Switch

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Guten Abend Gemeinde....
Mein Vater hat in seinem Hobbykeller eine Eisenbahnplatte, welche er gerade umrüstet. Mir fällt dabei die rühmliche Aufgabe zu, die Beleuchtungseinrichtungen mit einer Arduino-Steuerung zu versehen. Natürlich wäre es zu einfach gewesen, die Lampen und LEDs einfach an einen NPN-Transistor bzw. N-Kanal-MOSFET zu hängen. Das Ganze ist bereits so aufgebaut, dass ein LowSideSwitch mit extrem aufwändigen Umbaumaßnahmen verbunden wäre, also muss HighSide her, welcher eben nicht mit nur einem Transistor bzw. MOSFET zu realisieren ist. Es sollen ca. 12,5V geschalten werden, je Kanal bis zu max. ca. 0,9-1A. Soll ausserdem PWM-fähig sein.
Nun habe ich zwei Varianten gefunden: a) Ein NPN-Transistor, welcher einen P-Kanal-MOSFET ansteuert (allerdings wäre ich mir hier bei der Auswahl der Typen überhaupt nicht sicher), oder b) einen HighSide-IC. Ins Auge gefallen ist mir hier der BTS 308 von Infineon (4,7-34V/ 1,3A). Was mich verunsichert: bei Vin (Input, activates the power switch in case of logical high signal) steht was von -10....+16V. Also sollte der 5V-Ausgang vom Arduino passen, oder? (Datenblatt)
Habt Ihr eventuell andere Vorschläge für eine geeignete IC, oder Ratschläge, wie ich das Ganze besser realisieren kann?

Danke und mit freundlichen Grüßen

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Ein NPN-Transistor, welcher einen P-Kanal-MOSFET ansteuert (allerdings wäre ich mir hier bei der Auswahl der Typen überhaupt nicht sicher),

Bei dem geringen Strom ist der genaue Typ mehr oder weniger egal. Sowas wird meistens erst bei hohem Strom und/oder hohen Frequenzen wichtig. Der muss nur den Strom können.

Wenn du was kleines aber nicht SMD willst, gibt es in DIP4 den IRFD024 oder IRFD9024. Du kannst aber auch zu was in TO-220 oder einem anderen Gehäuse greifen

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Ins Auge gefallen ist mir hier der BTS 308

Ich bin mit den verschiedensten BTS sehr zufrieden

Input turn-on threshold voltage Tj =-40..+150 VIN(T+) 1.5 -- 2.4 V

Voll gut für Arduino Zwecke geeignet.

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Danke für Eure Antworten.

Wenn du was kleines aber nicht SMD willst, gibt es in DIP4 den IRFD024 oder IRFD9024.

-->Also mit einem MOSFET den Anderen ansteuern? Leider wäre mit diesen zwei Modellen im Gegensatz zur IC nicht nur ein Mehraufwand, sondern auch höhere Kosten verbunden (diese spielen bei der benötigten Stückzahl schon eine Rolle)

Voll gut für Arduino Zwecke geeignet.

-->Klingt gut, dann werden es anscheinend diese Teile werden.

Gibt es vielleicht irgendwo so was wie eine Übersicht über MOSFETs, Transistoren und ICs? (bei mikrocontroller.net hab ich solche Tabellen gefunden, allerdings sind diese nicht vollständig.

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Nöö...
Der Wartungsaufwand für solche Listen ist immens.
Sie sind also immer veraltet und unvollständig.
Das liegt in der Natur der Sache.

Aber die Hersteller und großen Händler haben parametrische Suchen.

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Nachtrag:

Soll ausserdem PWM-fähig sein.

Das wirst du testen müssen!

Wenn die Frequzenzen nicht zu hoch sind, wird es gehen.

Im Datenblatt steht:

"suitable for PWM" deleted at Application
List (Page 1) due to the fact, that where
may occure problems with current limit

Unwahrscheinlich, dass du bei 1A Probleme mit dem "current limit" bekommst.

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DerLehmi:
Gibt es vielleicht irgendwo so was wie eine Übersicht über MOSFETs, Transistoren und ICs?

Ich nehme zum Suchen immer gerne die Suchfunktion von Farnell, z.B. Mosfets, High Side Schalter etc.

Man kann über die parametrische Suche hier sehr schön selektieren. Kaufen kann man ja wo anders. :wink:

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DerLehmi:
-->Also mit einem MOSFET den Anderen ansteuern?

Nein. Das sind beides P-Kanal. Da bräuchtest du noch einen NPN wie du gesagt hast

Ein richtiger HS Switch ist dann wohl hier die bessere Wahl

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Hallo,

ich hatte mal für mich eine kleine Übersicht angelegt. Ob dir das hilft weis ich nicht.
Vorteil mit Mosfets, du mußt nicht groß rechnen. 1-2 Widerständen müssen trotzdem ran.
Wenn du wirklich die Spannungsseite schalten möchtest, kommste mit einem kompakten HS-Switch alleine schon wegen der Bauform besser weg. Kostenmäßig mußt du wissen.

MOSFET Übersicht.zip (16 KB)

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Nimm doch einen AUIRF9Z34N

Den High Side rein, Gate 47 Ohm Vorwiderstand, 1K Pull Up vom Gate an + Dauerspannung der geschalteten Spannung und einen kleinen NPN so BC547, oder was man gerade so rumfliegen hat, gegen Masse als Spannungsteiler mit dem 1K Widerstand. Vor die Basis 10K und an den Digital o. PWM Pin. Hatte genau das gleiche Problem, da ich einen Lüfter high side ansteuern mußte, um ein brauchbares Tachosignal zu bekommen.
Bis maximal 20V sind mit dieser Schaltung kein Problem. Danach muß man dafür Sorge tragen, das die Spannung Gate Source nicht höher als 20V werden kann. 24V geht also nicht ganz so einfach.
Aber bei um die 12V kannst du so verfahren. Der genannte Transistor ist zwar etwas oversized, aber dafür überlebt er auch mal nen Kurzen, wenn man mit 1A absichert. Ab 25 Stück 76 Cent Stückpreis geht auch noch. Dazu noch 3-4 Cent für den NPN und 2-3 Cent pro Widerstand - Gesamtkosten pro Schaltausgang unter 1€

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Vielen Dank für Eure schnelle Hilfe (y)

Wenn die Frequzenzen nicht zu hoch sind, wird es gehen.

-->Ich nutze die Standardfrequenz von 500Hz, also 2000us.....die Einschaltdauer von 50us sollte von daher passen.

Ich nehme zum Suchen immer gerne die Suchfunktion von Farnell, z.B. Mosfets, High Side Schalter etc.

Man kann über die parametrische Suche hier sehr schön selektieren. Kaufen kann man ja wo anders. :wink:

-->Perfekt, landet gleich im Lesezeichen^^

Nein. Das sind beides P-Kanal. Da bräuchtest du noch einen NPN wie du gesagt hast

-->stimmt, ist mir auf den ersten Blick nicht aufgefallen, im Datenblatt des ersten Modells steht es nicht drin (ja, ein Blick auf das Symbol hätte genügt^^)

ich hatte mal für mich eine kleine Übersicht angelegt. Ob dir das hilft weis ich nicht.

-->Tolles Teil, hilfreich auf jeden Fall

Nimm doch einen AUIRF9Z34N

-->Das muss letzten Endes mein Vater entscheiden, was ihm mehr zusagt. Es ist sein Projekt, ich helfe da nur mit Software und theoretischem Aufbau (vorerst).
Für einen einzelnen Kanal wäre diese Lösung sicherlich perfekt, aber voraussichtlich werden mindestens 50. Der BTS308, den ich dazu gefunden habe, hat einen Stückpreis von 58 Cent, und dazu kein großer Aufbauaufwand. Scheint aber halt nur in der Masse so günstig zu sein.

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So ich möchte nur noch kurz eine Bewertung zum BTS308 abgeben, vielleicht fliegt der ein oder andere auch mal über dieses Bauteil. Funktioniert auf Anhieb sehr gut (auch PWM), nur sollte man damit keine einzelne LED schalten. Der BTS308 lässt im Standby ca. 30-50 uA fließen, also glimmt eine einzelne LED an 5V leicht, auch wenn kein Signal anliegt. Von diesem Glimmen merkt man aber schon nichts mehr, wenn man mehrere LEDs mit Vorwiderstand an 12V schaltet.

In diesem Sinne: Funktioniert und wird so umgesetzt, großer Dank ans Forum für die rasche Hilfe (y)

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DerLehmi:
Der BTS308 lässt im Standby ca. 30-50 uA fließen, also glimmt eine einzelne LED an 5V leicht, auch wenn kein Signal anliegt.

Da hilft ein 10k-Widerstand parallel zur Last.