mikrocontroller.net

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


Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Henning,

Was hältst Du von einem Brückengleichrichter ?

Gruss Otto

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Henning (Gast)
Datum:

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

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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.

Autor: Henning (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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)

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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.

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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.

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Henning (Gast)
Datum:

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

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Autor: Henning (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht 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

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.