Wird ein LED-Streifen weniger hell sein, wenn ich meine Mosfets mit 3,3 V statt 5 V betreibe?

Ich hatte ursprünglich vor, meine 12-V-RGB-LED-Streifen (5 m + 1 m) von einem Arduino Uno zu betreiben. Es ist kein adressierbarer Streifen, also verwende ich einen Mosfet pro Kanal. Da ich es jetzt mit meinem Domoticz verbinden möchte, möchte ich es von einer NodeMCU (ESP8266) aus ansteuern, die nur 3,3 V an den GPIOs hat. Beeinflusst dies die Helligkeit meines Streifens?

Ich habe einige IRLZ44N- N-Kanal-Mosfets herumliegen, die mit den 3,3-V-GPIOs funktionieren sollten (Vgs (th) = 2 V, wenn ich mich richtig erinnere.)

BEARBEITEN: vergessen zu erwähnen, dass ich für die gesamten 6 Meter etwa 2,5 A pro Kanal (dh 2,5 A pro MOSFET) ziehen werde.

Vcc muss 3x Vgs(th) sein, um einen niedrigen RdsOn zu erreichen, also brauchen Sie 1V-Typen, diese sind gut für 4~5V
Es würde, aber es kann nicht signifikant sein. Am einfachsten wäre es, es zu testen und zu sehen, wie es aussieht.
Siehe meine hinzugefügten Kommentare zu Ihrer IRF520-Frage unter @Spehros Antwort.

Antworten (3)

Meiner Meinung nach werden sie das wahrscheinlich tun, aber bei einem solchen MOSFET gibt es keine Garantie. Die Schlüsselnummer ist die Garantie für Rds(on) bei der niedrigsten Gate-Spannung, die im Abschnitt „Spezifikationen“ angegeben ist. Vgs (th) ist die Garantie, dass der MOSFET fast vollständig ausgeschaltet ist (250 uA). Es gibt einen Bereich zwischen Vgs(th) und Ihrem Arbeitspunkt, und Sie möchten, dass die Spannung am MOSFET klein ist, oder es kann zu heiß werden und Ihre LEDs haben möglicherweise nicht die volle Helligkeit.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In diesem Fall beträgt der Rds(on) garantiert weniger als 0,039 Ohm bei 25 Grad C Tj mit 4,0 V Vgs. Die Übertragungskennlinie ist nur eine typische Kennlinie und wird nicht garantiert, daher ist es schlechte Ingenieurskunst, sie für Ihren speziellen Zweck zu verwenden. Für ein Hobbyprojekt kann es natürlich angebracht sein, es auszuprobieren.

FWIW, ich stimme den Kommentaren von @Spehro zu. Abb. 6 im verlinkten Datenblatt für den IRLZ44-Teil zeigt die typische Gate-Ladung im Vergleich zur Gate-zu-Source-Spannung. Der flache (horizontale) Teil der Kurve wird als "Miller-Plateau" bezeichnet. Der MOSFET ist vollständig eingeschaltet (Triodenbetrieb), wenn die Gate-Ladung das rechte Knie in diesem Diagramm erreicht, was beim IRLZ44 bei etwa 4 Volt auftritt. Wenn ich also einen MOSFET mit einem Logiksignal ansteuern muss, beginne ich mit der Auswahl eines MOSFET-Teils, dessen Miller-Plateau irgendwo zwischen VOL und VOH für die von mir verwendete Logikfamilie auftritt.
Mit der 3,3-V-Logik kann ich den MOSFET also nicht vollständig einschalten (?), was bedeutet, dass mein LED-Streifen nicht alle Farben erreichen kann. Oder verfehle ich hier den Punkt komplett?
3,3 V reichen nicht aus, um garantiert gut zu funktionieren. Es könnte gut genug funktionieren oder nicht, je nachdem, welche Einheiten Sie gerade haben. Es ist also näher am Basteln als an der Elektrotechnik.
@JimFischer Danke, dieser Kommentar war wirklich hilfreich. Obwohl ich nicht ganz sicher bin, ob ich es verstehe. Es gibt viele sogenannte Mosfet-Treibermodule, die mit einem IRF520 funktionieren . Wenn ich dieses Datenblatt nachschlage und versuche, das 'Miller Plateau' zu finden, sollten sie das nicht für 3,3-V-Logik verkaufen, oder? Dieses Modul wird (mehr oder weniger) direkt an die 3,3-V-Anschlüsse angeschlossen.
Ich werde nicht sagen, dass das Produkt nicht verwendet werden sollte. Das heißt, ich persönlich würde den IRF520 nicht in einem Schaltkreis verwenden, in dem das Gate des IRF520 direkt von einer logischen HIGH-Ausgangsspannung eines 3V3-Logiksystems angesteuert wird, wobei VOH = 2,4 V <= V_HIGH <= 3,3 V. Tatsächlich würde ich mich an den Hersteller eines auf dem IRF520 basierenden "3V3-MOSFET-Treiber" -Moduls wenden und ihn um Testdaten bitten, die beweisen, dass der IRF520 für Gate-Source-Spannungen in diesem Bereich tatsächlich vollständig in den Triodenmodus (linear) getrieben wird 2,4 V <= V_GS <= 3,3 V, und für welche Werte des Drain-Stroms ID und der Drain-Source-Spannung VDS.
Ein zusätzlicher Kommentar. Ich habe viele Unternehmen gesehen, die Produkte verkaufen, die sie fälschlicherweise (IMO) als "MOSFET-Treiber" -Boards beschreiben. Die Produkte dieser Unternehmen sind im Grunde nur ein auf eine Leiterplatte gelöteter MOSFET und keine tatsächliche MOSFET/IGBT-Treiberschaltung. Tatsächlich gibt es integrierte Schaltungsteile, die als "MOSFET/IGBT-Treiber" bezeichnet werden. Versuchen Sie beispielsweise eine Google-Suche mit den Schlüsselwörtern „mosfet driver site:ti.com“. Diese ICs werden zwischen dem Logikausgangspin und dem Gate-Eingangspin des angesteuerten MOSFET/IGBT verwendet: [uC]->[MOSFET-Treiber-IC]->MOSFET_GATE.
@ JimFischer danke für den ausführlichen Kommentar / die Antwort auf meine Frage. Das dachte ich, basierend auf dem, was ich bisher über das Lesen dieser Datenblätter gelernt habe. Die sogenannten Treiber sind in der Tat nichts anderes als ein Mosfet und einige Widerstände - vielleicht eine SMD-LED, wenn Sie Glück haben. Ich könnte sie einfach kontaktieren, um die Testdaten zu erhalten.
@ user2693053 Sie verschärfen das Problem, indem Sie sich chinesische Hobby-Boards mit (fast 100% sicherem) gefälschtem IRF520 ansehen. Wahrscheinlich haben sie einen Chip von einem AO3442 oder ähnlichem in sich, also sind sie mit niedriger Gate-Spannung in Ordnung, sterben aber, wenn Sie viel Strom ziehen. Echte IRF520 mit Originalspezifikation sind bei 3,3-V-Antrieb nicht in Ordnung. zB diese

Versuchen Sie, das Datenblatt für Ihren IRLZ44N-Mosfet zu finden. Von dort aus sollten Sie sich die im Vgs-Id-Diagramm gezeigten Übertragungseigenschaften ansehen. Wenn Sie sich dieses Diagramm ansehen, können Sie die Vgs sehen, die für den benötigten Drain-Strom erforderlich sind. Der Drain-Strom ist der Strom, den Ihre RGB-LEDs benötigen

Das hängt davon ab, wie viel Strom Ihre LEDs aufnehmen. Da Sie es nicht erwähnt haben, ist es ziemlich schwierig, diese Frage zu beantworten.

Die Diagramme auf dem Datenblatt geben die Ströme an, die Sie bei bestimmten Gate-Spannungen erwarten können. Bei 3,3 V beträgt die Stromfähigkeit etwa 20 % eines 5-Volt-Gate.

Ob das ausreicht und ob Ihr Gerät in diesem Zustand einen zusätzlichen Kühlkörper benötigt, müssen Sie berechnen. Ich denke, Sie werden in Ordnung sein, wenn Ihre aktuelle Anforderung nicht riesig ist. Bei 2,5A wird es in Ordnung sein. Mosfet wird etwas wärmer als optimal, aber ok.

Da Sie jedoch 12 V zur Verfügung zu haben scheinen, sollten Sie erwägen, Ihre Schaltung so zu erweitern, dass der GPIO-Schalter das Gate ansteuert, während das Gate unter dem Vgs max (10 V) bleibt.

Oder kaufen Sie einfach einen geeigneteren MOSFET.

Das Fahren mit einer höheren Spannung ist angemessen ... aber 12 V überschreiten die maximale VGS-Spannung und können daher das FET-Gerät zerstören. 3,3-V-Antrieb sollte bis mindestens 6-8 A gut funktionieren.
@JackCreasey guter Punkt .. Und ja, ich denke, es ist wahrscheinlich in Ordnung, aber ohne dass er uns den Laststrom mitteilt ... jedenfalls habe ich die Antwort bearbeitet, um das Vgs-Maximum zu erwähnen, danke.
Entschuldigen Sie, dass ich die aktuelle Auslosung meiner Streifen weggelassen habe. Ich habe meine Frage bearbeitet und die Informationen hinzugefügt. Da meine LED-Streifen ungefähr 2,5 AI zeichnen, sehe ich dort kein großes Problem. Da ich die NodeMCU mit 5V versorgen werde, könnte ich damit die MOSFETS schalten. Aber es ist nicht die ideale Option. Sobald die LED-Streifen hier sind, werde ich die MOSFETS ausprobieren, die ich derzeit habe, und andere kaufen, wenn dies nicht funktioniert.
Wird ein LED-Streifen weniger hell sein, wenn ich meine Mosfets mit 3,3 V statt 5 V betreibe?
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