Mosfet aansturen met PWM

R1 is veel te hoog, 100Ω zou beter zijn.
Leds staan verkeerd getekend in uw schema en missen een serieweerstand, anders wordt de stroom te hoog.

de leds zijn inderdaad verkeerdom getekend. Maar die symboliseren hier een ledstrip en daar zullen vast wel serieweerstanden in zitten.
Wel even opletten of die ledstrip geschikt is voor voeding met 24V.

Pieptoon kun je oplossen door een hogere PWM frequentie te nemen. R1 moet inderdaad veel lager in waarde.

Deze mosfet zou geschikt moeten zijn om met 3.3v te schakelen.

Dat ligt er aan. Je krijgt hem daarmee niet vol open, wat je meestal met PWM Wilt (ivm laagste Rds(on). Bij 3Vgs op 20 graden, kun je hem tot 6A open sturen. Voor 30A moet je rond de 10Vgs zitten.
Die R1 is veel te hoog, ik zou 30-100 ohm nemen.

Ik zou een mosfet driver gebruiken.

Allemaal bedankt voor jullie antwoorden.
Wat betreft het symbool voor de ledstrip: je ziet dat ik een newbie ben.
Maar ik heb hem gelijk omgedraaid. Weer wat geleerd.
De ledstrip is echt 24v dus dat zit wel goed.

Vervolgens heb ik R1 vervangen door 100ohm.
En ik heb een Logic-Level Converter opgenomen (74AHCT125N) om het PWM-signaal op te schroeven naar 5v.

Alles lijkt goed te werken en de hoge pieptoon is ook verdwenen.
So far so good.

Maar als ik naar het uitgaande signaal (blauw in afbeelding) kijk, dan snap ik toch niet helemaal waarom dat dat signaal niet terug naar 0v gaat. Ik zou verwachten dat het wisselt tussen 0 en 24v.

Is dit een meetfout, of maak ik een denkfout?

Op 12 mei 2023 16:00:34 schreef zero2411:
Vervolgens heb ik R1 vervangen door 100ohm.
En ik heb een Logic-Level Converter opgenomen (74AHCT125N) om het PWM-signaal op te schroeven naar 5v.

Dat is geen mosfet driver natuurlijk, kijk voor bijvoorbeeld een TC427 dat is een echte driver.

https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21415D.pdf

En lees dit eens door als je wil.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41

https://www.youtube.com/watch?v=8swJ_Bnsgl4&ab_channel=GreatScott%…

Op 12 mei 2023 13:01:22 schreef fred101:
[...]
Dat ligt er aan. Je krijgt hem daarmee niet vol open, wat je meestal met PWM Wilt (ivm laagste Rds(on). Bij 3Vgs op 20 graden, kun je hem tot 6A open sturen. Voor 30A moet je rond de 10Vgs zitten.
Die R1 is veel te hoog, ik zou 30-100 ohm nemen.

Ik neem aan dat je naar figuur 1 in de datasheet hebt gekeken? Je kunt er wel 6A door krijgen met een Vgs van 3V, maar dan heb je wel iets van 10V over de source-drain; om deze MOSFET fatsoenlijk open te krijgen is 5V echt wel het minimum.

Op 12 mei 2023 17:17:14 schreef SparkyGSX:
[...]Ik neem aan dat je naar figuur 1 in de datasheet hebt gekeken? Je kunt er wel 6A door krijgen met een Vgs van 3V, maar dan heb je wel iets van 10V over de source-drain; om deze MOSFET fatsoenlijk open te krijgen is 5V echt wel het minimum.

Ik was optimistisch (Hij gebruikt toch 24V ?)

Op 12 mei 2023 17:19:58 schreef fred101:
(Hij gebruikt toch 24V ?)

Volgens het schema wel.

Komt er nog wel een spanningsregelaar 12VDC bij als hij een driver gaat gebruiken.

Wederom bedankt voor alle adviezen. Ik heb de diverse links gelezen/bekeken. Maar ik zie zo langzamerhand door de bomen het bos niet meer.
Aangezien alles goed lijkt te werken, dacht ik dat ik aardig op weg was. Maar nu slaat de twijfel toe.

Zit er in mij laatste ontwerp echt een probleem, bv een onnodig hoog sluipverbruik? Of kans op problemen bij langer gebruik?
Of zijn de voorstellen in theorie goed maar in de praktijk niet echt noodzakelijk?

En als ik het moet herzien, zou ik dan niet beter af zijn met een mosfet-module die ik eventueel aanstuur de logic-level-converter of een driver?
bv: https://www.tinytronics.nl/shop/nl/schakelaars/mosfet%27s/high-power-m…
De locig-level-converter

Nog even voor de volledigheid:
Het gaat om deze ledstrip:
https://www.ledstripkoning.nl/speciale-leds/neon-led-verlichting/losse…
4 meter
24 volt
49 watt (12.26 p/m)
ca 2A

Het zal wel een detail zijn, maar zit R2 niet beter aan de andere kant van R1, ttz. van de gate naar nul? Zoals hij nu getekend is zie ik er niet veel toegevoegde waarde in.

Die pull down plaats ik in zo een situatie vooral om te zorgen dat de gate laag blijft als de i/o pin hoogohmig is.
Dat zou eigenlijk niet voor mogen komen, maar het kan wel, bij experimenteren met de code of wat ook, en als de FET dan in zijn lineaire gebied komt is de dissipatie veel te groot.

Absoluut niet; als je R2 verplaatst heb je een spanningsdeler gemaakt en daalt de spanning op de gate. Het hele doel van die weerstand is de gate leeg trekken om de MOSFET uit te houden als de driver geen voeding heeft. Aangezien R1 nu maar 100R is, is het verschil minimaal, maar dit is wel de juiste constructie.

@TS: ik snap je scope plaatje niet, precies waar heb je gemeten voor de gele en blauwe traces?

Je stuurt de MOSFET nog steeds lafjes aan met 5V, wat betekend dat je meer verliezen hebt, omdat de weerstand van die MOSFET niet zo laag wordt als met een hogere spanning op de gate. De grote vraag is of de MOSFET nu, met de maximale stroom, op een acceptabele temperatuur blijft.

Op 13 mei 2023 09:38:04 schreef SparkyGSX:
Aangezien R1 nu maar 100R is, is het verschil minimaal, maar dit is wel de juiste constructie.

Als de TS een spanningsdeler zou maken en de fet met 5VDC aan zou sturen, dan staat er met deze weerstand combinatie nog altijd 4.95VDC op de gate.

Ik vind het gebruik van de 74HCTxxx waardeloos voor het doel om een fet aan te sturen. Maar dat is mijn mening.

Een fet driver is meestal een acht poter, dus het neemt nog minder ruimte in beslag ook. Plus dat je dan de fet goed open stuurt, laten we het goede voorbeeld geven.

Zelf gebruik ik meestal een gate weerstand van tussen de 10 en 47-Ohm, ligt wel aan de toepassing. Ik kijk ook altijd of er ringging op treedt bij een bepaalde belasting en daar pas ik de gate weerstand op aan.

Ik ben zeker met je eens dat het niet ideaal is, maar met een kleine stroom en een logic-level MOSFET zou dat wel goed moeten gaan. Als je iets wilt bouwen met de onderdelen die je hebt liggen is dit niet de meest idiote constructie.

Op 13 mei 2023 11:03:25 schreef SparkyGSX:
Als je iets wilt bouwen met de onderdelen die je hebt liggen is dit niet de meest idiote constructie.

Dat is ook zo, maar het kan stukken beter. Als je zo een print ontwerpt is niet echt ideaal vind ik.

De TS moet verder maar kijken.

Zoals ook in andere topics opgemerkt; dat is maar net waar op geoptimaliseerd wordt, als dat al noodzakelijk is.
In de praktijk is "het werkt" nogal eens goed genoeg, hoe saai ook.

Goede ervaringen met een LTC1157 als mosfet driver.

Die LTC1157 is (zoals de meeste ic's van Analog) wel schrikbarend duur.
Iets als een VOM1271 heb je al voor een euro...

Als het zo serieus wordt dat je een print gaat etsen of laat produceren, zou ik het ook anders doen, zeker als het maar om één MOSFET gaat; als je alle 4 de kanalen van de 125 gebruikt, met geschikte MOSFETs, valt dat ook nog te overwegen.

Die 74HCT125 mag abs. max. 25mA continue sinken of sourcen per uitgang (tot 50mA in totaal), en met R1 = 100R loopt er kortstondig 50mA uit die uitgang; het is dus wel belangrijk dat je de frequentie niet te hoog maakt, om de gemiddelde stroom laag genoeg te houden, en ik zou R1 zeker niet kleiner maken dan 100R.

@Arco: jij bent wel groot fan van die VOM1271! Het is een leuk ding, en er zeker plaatsen waar hij heel handig zal zijn, maar m.i. is hij echt veel te traag om te PWMen. Typical turn-on time van 53us, turn-off van 24us, dat is ongeveer 250x langzamer dan ik gewoonlijk doe met MOSFETs. Als je op 20kHz zou PWMen, is elke PWM cycle 50us; dat gaat dus niet werken.

Daarbij negeer ik voor het gemak ook nog maar even dat de gate capaciteit van de IRLZ34N veel groter is dan de 200pF waarbij die tijden gespecificeerd zijn.

@buckfast_beekeeper: die LTC1157 is totaal ongeschikt voor de TS; het is een high-side driver voor maximaal 5.5V.

De TC427 die Lambiek voorstelt is een prima low-side gate driver. Ik gebruik zelf nogal eens de "verbeterde" TC4427; eigenlijk denk ik niet dat je het verschil tussen die 2 in de praktijk gaat merken.

Die VOM gebruik ik niet vaak, alleen voor niet al te snelle PWM...
De HCPL0314 is wel een redelijk snelle push-pull optodriver en ook nog betaalbaar (die gebruik ik het meest)

Even voor de ts.

Geen idee van je kennisniveau dus ik doe maar wat.

Een fet gate moet je eigenlijk zien als een condensator
bij vol of leeg heeft de fet weinig disipatie. Alles daartussen levert warmte op. (Je eerste post 2e plaatje)
Was dus zeker niet ideaal.

Er word hier gesproken over een push/pull driver.
Die heeft dus als taak om met een klein signaal van je esp de gate zo snel mogelijk vol te pompen en weer leeg te zuigen. Zodat de verliezen in de fet laag blijven.

Ik heb verder niet naar datasheets gekeken. Maar mogelijk kun je om ook de kosten laag te houden ipv de driver een hulp fetje gebruiken die je met de 3v3 van de esp aanstuurd en die dan de gate van de powerfet aandrijft.

Bij een fet zonder speciale driver altijd een "pulldown" weerstandje plaatsen. De gate kan anders door van alles lading krijgen en rare dingen gaan doen zoals AART ook al opmerkte.

Op 13 mei 2023 13:27:32 schreef SparkyGSX:
De TC427 die Lambiek voorstelt is een prima low-side gate driver. Ik gebruik zelf nogal eens de "verbeterde" TC4427; eigenlijk denk ik niet dat je het verschil tussen die 2 in de praktijk gaat merken.

De TC4427 is iets sneller, voor de rest zit er niet veel verschil in geloof ik.

Die 74HCT125 mag abs. max. 25mA continue sinken of sourcen per uitgang (tot 50mA in totaal), en met R1 = 100R loopt er kortstondig 50mA uit die uitgang; het is dus wel belangrijk dat je de frequentie niet te hoog maakt, om de gemiddelde stroom laag genoeg te houden, en ik zou R1 zeker niet kleiner maken dan 100R.

Daarom vind ik het een waardeloze constructie zo, op deze manier leren we het de TS op de verkeerde manier. Maar zoals ik al eerder zei, zo denk ik er over.