Ich habe keine Erfahrung mit MosFets und möchte wissen wie man einfacherweise mit ihnen arbeitet.
Mein Vorhaben wäre eine Gleichspannung von +/- 20..40V zu schalten. Der Verbraucher hat einen Widerstand von 1,5K.. Die Ansteuerung, Impulse von ca. 5 bis 500 us, kommt von einem Arduino. Der Ausgangsstrom wird voraussichtlich zwischen 5 und 50mA liegen.
Dafür habe ich im Internet gegoogelt und verschiedene Schaltungsvarianten gefunden, so habe ich diese Schaltung entworfen. Ist sie vom Konzept her richtig?
Im ersten Schritt möchte ich die positive von der negativen Spannung in zwei getrennten Schaltungen halten. Wenn diese korrekt laufen werden sie miteinander verbunden und der Verbraucher wird je nach Ansteuerung (jedoch nicht gleichzeitig) entweder einen positiven Impuls oder einen negativen Impuls gegenüber Masse bekommen.
musst du wirklich eine Spannung zwischen -40V ... +40V anklemmen? Also 80V Potentialunterschied? Oder willst du nur bis max. 40V die Spannung am Verbraucher umpolen? Ersteres ginge mit einer H-Brücke laut meines Wissens nicht, weil die Eingangsspannungen Massebezug haben. Würde bedeuten 5V Steuerspannung hat einen Bezug auf -40V "Masse". Sind 45V --> kaputt. Abgesehen davon eine zu finden für 80V Spannung. Ich weiß nicht ob es auch isolierte H-Brücken gibt.
Letzteres mit umpolen ginge, weil dafür H-Brücken gedacht sind.
Was ist dein Verbraucher? Was soll es werden?
Zu deinen linken Schaltungen. Auf den ersten Blick leben beide Mosfets gefährlich, weil Vgs ans maximal Erlaubte geht.
Die Spannung am Verbraucher soll 3 Zustände haben: keine Spannung wenn beide Eingänge 0v haben, +20 bis +40V (je nach Versorgung) wenn der obere Eingang 5V hat, oder -20 bis -40V (je nach Versorgung) wenn der untere Eingang 5V hat. Ich habe noch überlegt dass die Eingänge hardwaremässig gegeneinander verriegelt sein müssen, um zu vermeinden dass, durch einen eventuellen Programmfehler, beide gleichzeitig angesteuert werden. Die Grundschaltung des positiven Zweigs habe ich aus dem Internet und sie funktionierte soweit. Den negativen Zweig habe ich von dem positiven abgeleitet. Die Frage die ich mir stelle, ist ob sie funktionieren kann wenn ich den positiven Zweig mit dem negativen verbinde, d.h. nur ein Verbraucher gegen Null und ob ich nicht Source und Drain im negativen Zweig vertauscht habe.
Der Schaltplan mit der Verriegelung:
Es ist für ein Experiment in der Landwirtschaft, mehr möchte ich nicht darüber erzählen. Der Verbraucher befindet sich im Erdreich. Wenn es für den Verbraucher keinen Unterschied gibt, wäre ich gar nicht abgeneigt diese Lösung zu versuchen? Dann würde ich aber 4 Mosfets benötigen...? Dafür würde aber die negative Spannung entfallen. Könnte ich die Transistoren auch noch sparen? Hast Du vielleicht einen Link mit einer solchen Schaltung? Ich danke Dir für Deine Hilfe.
wenn der Verbraucher geheim ist, wirst du selbst weitermachen müssen. H-Brücke diskret aufbauen dient nur zur Veranschaulichung. Macht kein Mensch, allein schon wegen der Schutzmaßnahmen die fertige ICs drin haben. Da muss ich Serenifly recht geben. Wenn bis 25V auch ausreichend sein können, kannste mit einem günstig erhältlichen BTS7960 "Arduino Modul" bei ebay anfangen und probieren. Beschreibungen gibts im Netz dafür genügend. Ansonsten musste passende H-Brücken ICs für bis zu 40V suchen und wohl auch selbst eine Schaltung und Platine entwerfen. Vielleicht gibts auch eine isolierte Half-Bridge für dein +/- Vorhaben. Musst nur bei den einschlägigen Herstellern suchen.
Bulk sollte jedenfalls immer mit Source verbunden sein, die Steuerspannung zwischen G und S liegen. Mir gefallen die Schaltzeichen mit den Pfeilen von S zu G besser, dann entsprechen sie den jeweiligen bipolaren Transistoren (B-E).
Deine Verwendung des Masse-Symbols ist grob fahrlässig. Zwischen Eingang und Ausgang darf keine solche Verbindung existieren, und die Polarität der Z-Diode ist verkehrt.
Wie angekündigt habe ich mein Konzept geändert. Es wird eine diskret aufgebaute H-Brücke, wegen der hohen Spannung. Für die Umpolung habe ich eine Pause von 5us geplant. Die Frequenz wird voraussichtlich maximal 180Hz betragen. Die Last ist rein ohmisch. Ich werde heute Nachmittag oder Morgen die Schaltung aufbauen. Ich besitze einen Speicheroszilloskop, so kann ich alles genau beobachten. Wenn es Probleme gibt melde ich mich bei Euch, eventuell mit einem Oszillogram. Ich bedanke mich.
Lieben Gruß, Yannick.
Hallo,
die H-Brücke ist inszwischen aufgebaut (siehe Schaltplan), allerdings werden die beiden unteren MosFets heiß. Habe ich einen Denkfehler gemacht? Oder liegt es an der Dimensionierung der Widerstände?
Evtl. RDSon zu groß. Der IRF640 beginnt erst ab 2-4V zu leiten. Der IRF640 hätte gern 10V am Gate. Deine Logikschaltung davor stellt vermutlich nicht genügend Spannung bereit.
Es sind ca. 4,6V aber hast Du eine Idee wie ich sie höher bekommen könnte. In einer einfacheren Schaltung hätte ich direkt den Port-pin des Arduino genommen und da wäre die Spannung auch nicht höher. Ich habe noch einige IRF610 in der Schublade, lohnt es sich damit zu versuchen?
du musst schon die passenden Bauteile verwenden. Ansonsten müsstest du noch eine Spannungsanpassung davor schalten. Macht aber alles keinen Sinn. Nimm Logik Level Mosfet für Q4, Q5. Wenn Q2 und Q3 (oben) überleben sollen, dann begrenze Vgs. Wenn du die Logikgatter nicht überlasten möchtest, dann spendiere auch den Mosfets am Gate einen Widerstand. Eine Asymmetrie haste sowieso drin, die würdest du damit sogar ein klein wenig ausgleichen. Wenn die Leds überleben sollen, spendiere ihnen eine extra Diode. Korrigiere die doppelten Bezeichnungen! Eine passende H-Brücke suchen wäre einfacher.
