Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mosfet vor negativer Spannung / Wechselspannung schützen


von Henning (Gast)


Lesenswert?

Hallo Leute,

wie kann man einen MosFet davor schützen mit einer negativen Spannung 
belegt zu werden?

Also ich habe eine MosFet Schaltung (mit Mikroprozessor usw.) welche 2 
Laborbuchsen besitzt an welch eine Spannung zwischen 10 und 60V DC 
angeschlossen werden darf.

Was passiert nun wenn jemand die Versorgungsspannung verpolt oder gar 
einen Wechselspannung dort anschliesst?

Gruß Henning

von Otto (Gast)


Lesenswert?

Hallo Henning,

Was hältst Du von einem Brückengleichrichter ?

Gruss Otto

von Henning (Gast)


Lesenswert?

Entschuldigung, hatte mich in Bezug auf die minimale Versorgungsspannung 
vertan und meinte 0-60Vdc, daher scheidet ein Brückengleichrichter 
leider aus.

Habe auch schon an eine weitere zum MosFet antiparallele Diode gedacht, 
aber ob diese schneller durchschaltet als der MosFet zerstört wird wage 
ich zu bezweifeln.

von Michael L. (Gast)


Lesenswert?

Hallo Henning,

> wie kann man einen MosFet davor schützen mit einer negativen Spannung
> belegt zu werden?
Was Du so schreibst, hört sich nach einer Verpolschutzdiode an, die Du 
in Serie mit der Spannungsversorgung schaltest.


Gruß,
  Michael

von Arno H. (arno_h)


Lesenswert?

Diese Diode ist im FET enthalten, deine Aufgabe ist die Strombegrenzung.
Oder eben die Reihenschaltung wie oben, da muss dann aber bei genauen 
Messungen der Spannungsverlust berücksichtigt werden.


Arno

von Henning (Gast)


Lesenswert?

hm ja... die strombegrenzung... was kosten denn 
hochstrom-schottky-dioden so und wie heissen die in etwa?

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Einfach ein Kühlkörper dran, das schützt den FET schon ausreichend. 
Notfalls noch eine Träge Schmelzsicherung davor.

Beispiel: Deine Spannungsquelle liefert max. 10A.

Die verpolt angeschlossen: Mosfet-Body-Diode Leitet.
Blick ins Datenblatt: Maximaler Diodenstrom sind 140 A, davon geht der 
FET also nicht kaputt.
Nun die Dioden-Kennlinie betrachtet: bei 10A fällt 1V ab.
Macht also 10A * 1V = 10W an Wärme, die abgeleitet werden müssen.
Richtig berechneter Kühlkörper dran, Problem gelöst.

von Henning (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Der MosFet sitzt sowieso auf einem ziemlich massiven Kühlkörper 
(elektronische Last) mit etwa 0,4K/W.

Ich habe glaub ich derzeit ein kleines Verstädnnisproblem in bezug auf 
die Invers-Diode im MosFet. Es gibt im Datenblatt einmal die Angabe über 
die "avalanche current" welche 16A beträgt und dann weiter unten bei den 
Diagrammen aber eine Aussage über den Spannungsfall bei Strom X über die 
Inversdiode welche wesentlich höher angesetzt sind.
Ich hätte gedacht die AvalancheCurrent wäre der maximal zulässige Strom 
für die Diode.

Datenblatt siehe Anhang (IRF540N)

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Der Avalanche Current ist der Strom der bei Überspannung fließt, nicht 
bei verpolter Spannung.

zum Vorstellen: Die Body-Diode verhält sich wie eine Zener-Diode, beim 
Überschreiten der max. Uds wird die leitend (Lawinen/Avalanche effekt)

Bei Verpolung ist der Abschnitt "Source-Drain Ratings and 
Characteristics" interressant:
Max. 33Ampere continuous,
und aus Diagramm #7 kann man rauslesen, dass bei 33A eine Spannung von 
so ca 0.8 - 1.2 Volt abfällt (je nach Temperatur).

Macht eine Verlustleistung im FET von ca 40W im Worst Case, da muss also 
schon ein großer Kühlkörper her.
Und die 33Ampere sollte man nicht überschreiten, also z.B. eine träge 
30-Ampere Sicherung vorsehen.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

falls die Verlustleistung einem zu hoch erscheint, könnte man notfalls 
eine fette Schottkydiode parallel und invers schalten. Also so wie 
bereits die interne Parsitärdiode liegt.(geringere Uf).
Oder man detektiert irgendwie in der Schaltung die negative 
"Falschspannung", und gibt Spannnung auf's Gate, so daß er durchschaltet 
(macht er auch bei falsch gepolter Spannung). Dann haste nur noch die 
Verlustspannung, die sich aus Rdson * Id ergibt (bzw. entsprechend die 
Leistung Rdson * Id²).
Die Frage ist nur, wie die angeschlossene Schaltung auf solche 
"Kurzschlußmethoden" reagiert.

von Henning (Gast)


Lesenswert?

Okay, jetzt verstehe ich diese "Avalanche Current"-Angabe. :-)
Wie gesagt, mein Kühlkörper hat etwa 0,45 K/W, die Abmessungen dazu sind 
etwa  240x100mm bei einer Höhe von etwa 40mm.

Abgesichert ist das ganze mit einer 20A KFZ- Flachsicherung

von Arno H. (arno_h)


Lesenswert?

Normale KFz-Sicherungen sind nur bis 32Volt zulässig/zuverlässig. Die 
Sicherungen für 42Volt-Bordnetze gibts im gleichen Gehäuse und können 
höhere Spannungen ab (afaik 80Volt).

Arno

von Henning (Gast)


Lesenswert?

Oh, das wusste ich nicht... Dann würde ich doch lieber zu 
Feinsicherungen übergehen.

von Arno H. (arno_h)


Lesenswert?

Nur keine Panik, farnell hat zum Beispiel welche. Unter
http://de.farnell.com/kfz-sicherungen
findest du 8 Werte.
Der Preis ist halt nur etwas höher als für Standard-Baumarktware mit 
12/24V Nennspannung.

Arno

von Henning (Gast)


Lesenswert?

ich wollte das ganze aber nur für meinen Bastelkeller bauen, dafür 
wollte ich nicht unbedingt extra bei Farnell bestellen. Nunja mal 
schauen...

Könnte mir hier eventuell noch jemand einen MosFet empfehlen welcher bei 
Reichelt zu bekommen ist und gut im Linearbetrieb arbeiten kann?
- Uds sollte über 50V liegen
- Continous Current min. 15A
- Pulsed Current min. 75A
- Ptot min. 100W

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.