MOSFET zum Schalten von 12 V, 17 Ampere mit 3 V Signal [geschlossen]

Hochleistungs-MOSFETs können nicht direkt über 3,3 V geschaltet werden. Daher ist eine zweite Stufe erforderlich, die das Steuersignal erzeugt. Ich habe eine passende Schaltung angeschlossen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Mouser hat eine großartige Tabelle zum Auffinden solcher Teile, die hier zu finden ist: MOSFET-Diagramm

- bearbeitet basierend auf einem Kommentar von @auoa - verwenden Sie einfach eine zweite Transistorstufe, um den MOSFET auszulösen

Zunächst sollten Sie verstehen, dass viele der Leute auf Stack Exchange Profis sind und einfach nicht auf eine schlecht formulierte Frage antworten (oder schlimmer noch, Sie ernsthaft dafür tadeln werden).

Meine Wahl des Geräts wäre BSC019N02KS-G.

Aber natürlich keine wirklich hilfreiche Antwort auf eine nicht sehr durchdachte oder formulierte Frage. Warum ist es eine gute Gerätewahl und welche Parameter machen es für Sie rentabel?

Sie könnten damit beginnen, hilfreicher zu sein und die relevanten Informationen, die Sie in Ihrer Frage angeben, zu erweitern:

1. Beschreiben Sie zumindest die Last, ist sie resistiv, induktiv, ein bisschen von beidem? Hat es Stoßstrom (wie ein Motor), wenn es sich einschaltet?
2. Wenn Sie ein Bastler sind, müssen Sie sich wahrscheinlich mit körperlichen Einschränkungen wie dem Gerätepaket auseinandersetzen. Wenn Sie auf einem Steckbrett bauen, können oberflächenmontierte Geräte (die meisten der leistungsstärksten und neueren Geräte) eine Herausforderung darstellen. In diesem Fall wissen wir, dass Sie kein Steckbrett verwenden werden, da die Kontakte nicht für 17 A ausgelegt sind ... richtig?
3. Benötigen Sie einen Low-Side- oder High-Side-Schalter? Dies wirkt sich auf die verwendete Switch-Architektur aus. Ein Low-Side-Schalter könnte ein einzelnes Gerät sein, ein High-Side-Schalter würde mehr Komponenten erfordern, die von einem 3,3-V-System angesteuert werden.

Die einzigen wirklichen Informationen, die Sie angegeben haben, sind A) 3,3 V angesteuert und B) 17 A bei 12 V

Lassen Sie uns einige Anforderungen erstellen und ein Gerät finden (es wird nicht Tausende von Möglichkeiten geben). Annahmen:

1. 0-3,3 V Antriebsspannung
2. Low-Side-Schalter (zielen Sie auf einen einzelnen N-Kanal-FET ab)
3. 17 A bei 12 V ohmscher Last (keine induktive Überbrückung erforderlich)
4. Benötigt Stifte (nicht Oberflächenmontage)

Bei der Suche nach einem geeigneten Gerät würden wir niemals nach Geräten suchen, die nur Idss(cont) von 17 A unterstützen. Ich würde vorschlagen, dass Sie mindestens 10-20% mehr Stromfähigkeit einplanen ... also suchen wir nach N-Kanal FETs mit beispielsweise 19-20 A Dauerleistung, später werde ich zeigen, dass dies den Anforderungen viel zu nahe kommt, und Sie sollten eine viel höhere ID wählen.

Hier ist mein Ausgangspunkt für Digikey (Sie könnten dasselbe für Mouser tun).
Beachten Sie, dass ich die Spalte mit der ID (kontinuierlich) bestellt habe. Wenn Sie
die Geräte im Bereich von 19 bis 20 A durchsuchen, können Sie die Geräte mit der erforderlichen Vdss, dem niedrigsten VGS (Schwellenwert) und der Treiberspannung (die sich auf RDS (ein) auswirkt) feststellen. Denken Sie daran,
dass der FET ein analoges Gerät ist, obwohl viele (einschließlich mir) über Logikpegel-FETs sprechen, was wirklich beschrieben wird, ist der VGS bei einem bestimmten Strom, der für logikgesteuerte Schaltungen nützlich ist.

In diesem Fall habe ich ein Gerät entdeckt, das Idss = 19 A, VGS (Schwellenwert) = 2,5 V, Antriebsspannung = 4 V und in einem TO-220-Gehäuse unterstützt. ....der ONSemi FDP8870-F085. Sein Datenblatt ist hier .

Aus dem Datenblatt können wir die Sättigungseigenschaften entnehmen:

Dies zeigt, dass wir erwarten können, dass Sie mit 3,3 V-Antrieb vom Raspberry Pi das Gerät mit einer Last von 17 A sättigen können. Wenn die Last Stoßeigenschaften aufweist, z. B. wenn Sie einen Motor antreiben, der möglicherweise stehen bleibt und das 3-4-fache des Betriebsstroms verbraucht, haben Sie hier große Probleme. Das Gerät würde die Sättigung verlassen und die Verlustleistung würde ansteigen und wahrscheinlich Ihr Gerät zerstören.

Aber technisch gesehen ist dieses Gerät genau das Richtige, wenn Sie 17 A bei 12 V nie überschreiten.

Was könnte nun eine bessere Auswahl sein?
Wenn wir jetzt ein Gerät mit einer Id(cont) von sagen wir 5* den 17 A auswählen, würden wir nach etwas um die 85 A suchen ... sagen wir, wir suchen nach 80-100 A.

Wenn Sie die Tabellen durchsuchen, finden Sie ein 80-A-Gerät, den OnSemi FDP8860, dessen Datenblatt hier ist .

Die Sättigungseigenschaften ähneln denen des FDP8870 (diesmal als On-Region-Eigenschaften bezeichnet), aber er ist in der Lage, bei denselben Vgs einen viel höheren Strom zu erzeugen.

Mit unserem 3,3-V-Laufwerk vom Raspberry Pi können Sie also erwarten, dass diese Geräte bis zu einer Id von mindestens 60 A plus gesättigt bleiben. Viel besser.

Diese beiden Geräte sind Legacy-Teile (einige Jahre alt), aber es gibt neue Gerätefamilien mit extrem niedrigem VGS(thresh), die als Super Logic FETs bezeichnet werden. Diese Geräte haben VGS(thresh) < 2 V und eine Stromkapazität von Hunderten von Ampere.

Wenn Sie den Infineon BSC019N02KS-G nachschlagen und sein Datenblatt vergleichen, werden Sie sehen, dass dieser in der Lage ist, 80 A Gleichstrom und Impulse von potenziell Hunderten von Ampere zu schalten. Der Nachteil ist, dass die meisten dieser hochmodernen Geräte ausschließlich SMT-Gehäuse sind und nicht sehr bastlerfreundlich sind.

Wie würde schließlich der Schaltplan für eines dieser Geräte aussehen:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}