Led PWM besturen met Mosfet-Arduino, onderdelen keuze?

[Verwijderd]

Ik ben een "zaklamp" aan het bouwen zoals ik eerder gedaan heb, de 500 led extreme flashlight...
http://www.youtube.com/watch?v=NkkU0UO3sek

Nu ben ik met een nieuw model bezig dat dit model moet gaan vervangen, en meer licht geeft.
Hiervoor gebruik ik voor de besturing een Arduino.

De Leds werken in serie, elke serie heeft een weerstand. De batterij is een lipo 14.8v, en elke serie verbruikt zo'n 14.8v, 3A.

De Arduino is een "schakel chip" die als output voor elke pin 5v en ongeveer 20mA maximaal kan leveren.
Uit het boekje "getting started with Arduino" stond een simpele schakeling met een mosfet. Deze mosfet zat in de starters kit. Dit was een IRF540N in een TO220 behuizing.
Ik heb een tijdje geleden na wat gestoei één serie kunnen schakelen met deze mosfet.
Het was vooral belangrijk de min van de 5v arduino en de min van de 12 batterij aan elkaar aan te sluiten.
Het is belangrijk dat deze mosfet heel snel kan schakelen omdat ik PWM wil gebruiken. Dus door heel snel uit en aan te schakelen zo de brightness van de leds te regelen.
Na wat testen leek de PWM goed te werken met deze mosfet.

Nu heb ik de datasheet van deze IRF540N bekeken, maar ik specs zijn voor mij voor 90% onbegrijpelijk.
Ik wil zeker weten dat ik de beste keuze maakt voor een goede mosfet. Maar als ik de specs niet begrijp kan ik die keuze niet maken. Ik zou best bijde series willen schakelen door 1 mosfet. Maar wat is hierbij de beste keuze? De mosfet moet in iedergeval werken op een laag voltage van zo'n 4 a 4,5v. Hij moet heel snel kunnen schakelen, en een stroom van 14.8v 6A kunnen schakelen. En daarbij niet al te heet worden. Ik heb al heatsinkjes liggen voor een mosfet.

Dit is de datasheet: http://www.produktinfo.co...12-da-01-en-IRF_540_N.pdf

Hier wat specs samengevat:

Uitvoering: N-Channel
Type: IRF 540 N
Beschrijving: 100 V / 33 A
ID @ 25 °C: 33 A
ID @ HighTemp: 23 A
Rth max.: 1.1 °C/W
UBR DSS: 100 V
Behuizing: TO 220
RDS(on): 0.052 Ohm
Conform RoHS: Ja

Uit deze specs kan ik niet opmaken hoeveel volt en ampere de mosfet nodig heeft om te schakelen. Ik denk wel dat ik begrijp dat deze max 100v op 33A kan schakelen. Dat is in ieder geval ruim voldoende.
Ik zie volgens mij wel dat hoe warmer de mosfet word hoe minder hij kan schakelen. Bij 25*c 33A. Ik heb geen idee hoe heet deze word wanneer hij 14.8v 6A schakeld met klein heatsinkje onder fan.

Weet iemand misschien een beter keuze voor een mosfet? En hoe kan ik zien hoe snel hij schakeld, en met welke voltages hij kan schakelen?
Of is dit toevallig al de beste keuze? Zal ik dan elke serie per mosfet schakelen, dus 3A of gewoon 1 van 6A?

Een andere vraag. Als ik nu bv. 10 mosfets paralel zou willen laten schakelen. kan ik dan bv. een transistor nemen op de 5v pin, en dat die transistor stroom doorlaat om de 10 mosfets te schakelen?
Werkt de PWM dan nog wel?

Alle hulp is welkom!

[almightyarjen]

Ik heb niet veel verstand van de instelling van FET's maar ik kan wel een antwoord geven op je overige vragen

6A kan die FET wel trekken, als er 33A doorheen kan. Zelfs zonder fan denk ik. Dit is een kwestie van testen: als het koelblok te warm wordt dat je het niet meer kan aanraken moet je een groter koelblok of fan erop zetten.

Als je 10 FET's parallel wil zetten zou je die kunnen schakelen met éénzelfde FET imo. Dus ipv die transistor een FET.

Dat PWM signaal gaat gewoon door de eerste transistor/FET heen, da's geen probleem.

Probeer het gewoon uit of het werkt

[ Voor 72% gewijzigd door almightyarjen op 21-05-2010 16:52 ]

[naftebakje]

De ingang van een FET kan je beschouwen als een condensator, zodra die voldoende geladen is (gate treshold voltage, 2 à 4V voor jou FET) dan staat ie volledig open _{niet helemaal waar, iets vereenvoudigd} en heb je dus enkel de weerstand van 0.052 Ohm (daar zal ie niet warm van worden). De warmte zal hem vooral zitten in de tijd die het duurt om de ingangscapaciteit op te laden en te ontladen, hoe sneller dit loopt hoe minder warm hij wordt (hangt uiteraard ook van de specs van je FET af, kort door de bocht is een FET met lagere max spanning en stroom sneller). Zo op het gevoel zal je FET bij 6A zelfs zonder koeling niet heet worden.

Je stuurt aan met 5V en wil niet boven 20mA gaan, een condensator is te beschouwen een kortsluiting voor de inschakelpiek, dus bepaal je weerstand (die tussen de uitgangspin van de arduino en de gate(s) van de FET(s) komt) via wet van Ohm.

[Verwijderd]

Ok, ik heb de mosfet gebruikt zonder weerstand. Dus dan gebruikt hij de max output van de arduino.
Werkt prima zo.
Je zegt, een mindere max voltage zal sneller werken. Weet jij dan een betere mosfet voor in mijn situatie.
Ik heb veel baat bij snel schakelen aangezien je zo naukeurig mogelijk de PWM settings terug wil kunnen zien in de leds. Dus zijn er snellere mosfets te vinden dan de geteste IRF540N?

Overigens werd de mosfet wel wat heet na een paar minuten spelen met PWM. Er zat toen geen heatsink op, dus die zet ik er toch maar op uiteindelijk.

[ Voor 15% gewijzigd door Verwijderd op 21-05-2010 22:50 ]

[LED-Maniak]

Voor jou situatie kan je het allemaal verwaarlozen. Tenzij je begint met PWM in de kilohertzen begint te schakelen met grote stromen dan zou ik me meer zorgen er om maken.

----

Wil je sneller schakelen dan moet de gate sneller geladen en ontladen worden. Dat zou je kunnen doen door 12Volt op de gate te zetten en met de 5Volt van je arduino deze 12Volt aansturen met 2 transistoren of een speciale FET driver. Maar nogmaals: Waarschijnlijk allemaal overkill voor jou toepassing.

[elco-OS]

IK heb toevallig pas een schakelende voeding met deze FET gemaakt.
Ik werkte met een frequentie van 150KHz en een stroom van 1A .Deze frequentie ging gemakkelijk dus denk niet dat dat een probleem is

Let wel even erop dat je PWM driver die piek stromen van de gate kan hebben! anders kan de deze namelijk makkelijk doorbranden. De piekstroom kan je dus berekenen zoals naftebakje heeft gezegd.

Bij ons werd de FET niet echt warm maar ik weet niet hoe dat met 6A is

[LED-Maniak]

Een AVR is begrenst op 20mA per poort maar voor de zekerheid kan je een 250 Ohm weerstand voor de gate zetten

[Verwijderd]

Ok, dank voor alle reacties.

Ik zal dan gewoon de IRF540N gebruiken, misschien twee, iedere serie leds 1, dan gaat er max 3A doorheen.
Alleen moet 1 poort van de arduino dan twee mosfets tegelijk laden, dan worden ze begrijp ik warmer omdat ze langer laden?

[carbidsjitter]

LED-Maniak schreef op vrijdag 21 mei 2010 @ 23:38:
Een AVR is begrenst op 20mA per poort maar voor de zekerheid kan je een 250 Ohm weerstand voor de gate zetten

Was het maar waar dat de uitgangen begrenst zijn. Als er kortsluiting is loopt er wel meer stroom. De maximum rating van een pin is 40 ma, dus daar moet je onder blijven. Kijk ook http://www.circuitsonline.net/forum/view/84744

Je eerste lamp ziet er wel goed uit.

[ Voor 4% gewijzigd door carbidsjitter op 23-05-2010 20:48 ]

[Verwijderd]

Ik heb veel arduino schakelingen gezien, maar niemand gebruikt volgens mij een weerstand voor het aansturen van de mosfet.