Hallo, ich baue mir gerade einen High-Side-Schalter bestehend aus Treiber + NMOS und frage mich, welche Schutzschaltungen ich benötige. Zum einen will ich den MOSFET sicher ein- und ausschalten können, zum anderen möchte ich, dass er durch Rückwirkungen von der Last nicht zerstört werden kann. Ich denke dabei insbesondere an das Schalten von Lasten mit induktiven Anteil. Ich habe in den Datenblättern von Herstellern gespickt, die solche High-Side-Schalter herstellen. Gängig ist dabei folgendes: 1) 1 x Zener von Source nach Drain (in Flussrichtung) 2) 2 x Zener von Gate nach Drain, antiparallel (zeigen in die jeweils andere Richtung) Beispiel: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/auir3316.pdf, Blockschaltbild Seite 5. Angenommener Problemfall: Induktive Last wird abgeschaltet, der Strom in der Spule fließt weiter und zieht mein Source-Potential nach unten. Wird die Drain-Source-Spannung zu groß (Potential am Drain bleibt fix), schlägt der MOSFET durch. Hat man nach 1) die Zener extra, leitet die und die Body-Diode wird geschont. Durch den Stromfluss wird mein Source-Potential wieder angehoben sobald die Energie in der Spule abgebaut ist und sowohl MOSFET und Zener sperren wieder. Der Ausschaltvorgang war erfolgreich. Stimmt die Überlegung, oder vergesse ich was? Muss ich noch mehr Problemfälle beachten? Nicht klar ist mir auch, warum zusätzlich die zwei Zenerdioden nach Variante 2). Klar, die Gate-Source-Spannung darf nicht zu groß werden, sonst ist der Transistor hinüber. Dann würde ich sie aber vom Gate nach Source anschließen. Das Gate schalte ich beim Ausschalten außerdem über eine Bipolar-Gegentaktstufe auf Source-Potential, d.h. meine Gate-Source-Spannung sollte idealerweise Null sein, also auch dann, wenn mein Source nach unten gezogen wird und die Drain-Source-Spannung steigt. Hier also keine Gefahr. Warum schützt man dann das Gate durch zusätzliche Dioden? Und warum die Dioden nach Drain? Ich habe auch noch andere Schutzschaltungen gefunden, aber kein "Patentrezept", was mich schon etwas verwundert hat, daher würde ich mich über ein paar Hinweise freuen. Viele Grüße, Oliver.
Du hast dir ein Automotive Datenblatt angeschaut da gelten andere "Gesetze". Beim "Load Dump" (Batterieklemme fällt während Vollast an der Lichtmaschine ab) hilft Beschaltung nach 2) (Drain Gate Zener Diode). Der Nachteil ist daß die Last aktiviert wird. Da im Auto alle Mosfets so beschaltet ist wird die Überspannung (bis 90V) schnell wieder abgebaut. Die Source Drain Diode ist wahrscheinlich parasitär. Im Normalfall will man bei Überspannung den FET einschalten. Bei Induktiven Lasten mit PWM eignen sich Zener-Dioden weniger. An normalen Freilaufdioden wird weniger Leistung verbraten. Es sei denn du brauchst eine "Schnellöschung" der Induktivität. Gruß Anja
Warum nimmst du keinen integrierten TopFET high side MOSFET wie BUK220 oder so? Passt dir die Spannung nicht oder hat es einen anderen Grund den du hier natürlich nicht mitteilst ? Ansonsten würde ich bei entfernten Lasten, also Kabel ev. mit Stecker zwischen Elektronik und Last, zumindest einen Kurzschlussschutz haben wollen, wenn das Netzteil überhaupt mehr Strom liefern kann als der MOSFET aushält, also ein IR2125 oder so. In vielen Schaltungen reicht bei induktiven Lasten die eingebaute Diode des (P-Kanal-)MOSFETs und man muss abgehende Kabel nicht beachten, kaputt ist kaputt.
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