Verpolungsschutz Diode bzw. MOSFET

[Bernd (Gast)]

Welches Bauteil eignet sich hierfür? Ist absolutes Neuland für mich, 
daher die für Euch möglicherweise dämliche Frage

Gegeben: Verbraucher 6V und 600mA an NT 6,2V und 1,5A

Nach einiger Recherche in Sachen Bauteilkunde:

DIODE
Schottky-Dioden, die im Gegensatz zu normalen Siliziumdioden eine 
geringere Flussspannung von nur ca. 0,3 V aufweisen, sollten besser 
geeignet sein. Hab ich das richtig verstanden?

MOSFET
Ein P-Kanal-MOSFET wird nur bei korrekter Polung der Eingangsspannung 
leitend, oder?
Hierfür benötige ich eine Z-Diode D1 und einen Widerstand R1 in 
Verbindung mit dem P-Kanal-MOSFET.

+ ----------MOSFET------------ +
              |      |
              |      /\
              |      D1
              |      |
              |-------
              R1
              |              |
- ---------------------------- -

Wie berechne ich den Wert der Z-Diode und Widerstand? (6V, 600mA, 10 
Ohm, 3,59 Watt)

Welche Kriterien weisen ein MOSFET als qualitativ hochwertig aus bzw. 
welches Modell kommt überhaupt in Frage? Bedauerlicherweise kann ich die 
Datenblätter nicht lesen bzw. interpretieren.

Was macht die Diode oder MOSFET mit der Spannung bzgl. Restwelligkeit 
und treten Störungen in irgendeiner Art auf?

Danke für Eure Hilfe!

[Max H. (hartl192)]

Bernd schrieb:
> Welches Bauteil eignet sich hierfür? Ist absolutes Neuland für
> mich,
> daher die für Euch möglicherweise dämliche Frage

> DIODE
> ...
> Hab ich das richtig verstanden?
Ja

> MOSFET
> Ein P-Kanal-MOSFET wird nur bei korrekter Polung der Eingangsspannung
> leitend, oder?
Ja

> Hierfür benötige ich eine Z-Diode D1 und einen Widerstand R1 in
> Verbindung mit dem P-Kanal-MOSFET.
Die Z-Diode braucht es nur wenn die Versorgungsspannung >Vgs(max) ist

> Wie berechne ich den Wert der Z-Diode und Widerstand? (6V, 600mA, 10
> Ohm, 3,59 Watt)
Die Z-Diode ist hier nicht notwendig, wenn du sie trotzdem einbauen 
willst würde ich einfach 6.2V und 10kΩ nehmen, um die Verlustleistung 
musst du dir dann keine Sorgen machen.

> Welche Kriterien weisen ein MOSFET als qualitativ hochwertig aus
Niedriger Rds(on), er schaltet bei Vgs = 6V schon gut durch, er kann den 
benötigten Strom/Spannung schalten/sperren.

> bzw. welches Modell kommt überhaupt in Frage?
IRLML2244

> Was macht die Diode oder MOSFET mit der Spannung bzgl. Restwelligkeit
> und treten Störungen in irgendeiner Art auf?
Die Restwelligkeit geht einfach durch.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Bernd schrieb:
> Wie berechne ich den Wert der Z-Diode
Die brauchst du nicht.
> und Widerstand?
Nimm einen 10k Widerstand...

Aber Achtung: die Lösung mit dem Mosfet hat einen eklatanten Nachteil: 
sie sperrt nicht im Rückwärtsbetrieb. Bzw. sie sperrt erst, wenn der 
Verbraucher Ugsth unterschritten hat.
Siehe auch dort: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/45-Verpolschutz.html
Es wäre also wichtig, die Quelle und den Verbraucher zu kennen...

Max H. schrieb:
>> MOSFET
>> Ein P-Kanal-MOSFET wird nur bei korrekter Polung der Eingangsspannung
>> leitend, oder?
> Ja
Oder doch nein?
Die Wahrheit ist: ein P-Kanal Mosfet wird niederohmig, wenn die Spannung 
am Gate negativer ist als die Spannung an der Source. Und beim Mosfet 
als Verpolschutz wird sogar die parasitäre DS-Diode verwendet...

[Bernd (Gast)]

@Max, Danke!

[HildeK (Gast)]

Bernd schrieb:
> Wie berechne ich den Wert der Z-Diode und Widerstand? (6V, 600mA, 10
> Ohm, 3,59 Watt)

Nur zu deinem Verständnis (Max H. hat ja schon alles richtig 
beantwortet):
- die Z-Diode braucht man, wenn die Eingangsspannung über dem maximalen 
UGS liegen kann (meist 20V, siehe FET-Datenblatt). Sie soll dann UGS auf 
den zulässigen Wert begrenzen. Sie soll so groß sein, dass der MOSFET 
aber sicher öffnen kann (meist 5V ... 10V, siehe FET-Datenblatt). Also, 
wenn notwendig, dann ist eine 10V ... 15V Z-Diode eine gute Wahl.
- der Widerstand ist bei kleinen Eingangsspannungen (bis UGS(max)) nicht 
erforderlich. Wenn eine Z-Diode zum Einsatz kommt, dann benötigt diese 
einen Vorwiderstand. Man gibt einen brauchbaren (kleinen) Z-Diodenstrom 
vor (z.B. 1mA .. 5mA) und rechnet (Uein - Uz)/1mA. Die Z-Diode sollte 
halt in einem Bereich betrieben werden, in dem sie noch brauchbar 
arbeitet. Der Strom kann auch deutlich höher sein, er sollte natürlich 
bei der maximalen Eingangsspannung kleiner sein, als die Z-Diode 
verträgt. Falls der nicht angegeben ist: max. Strom = maximale 
Verlustleistung / Z-Spannung.
Man plant deshalb einen kleinen Z-Diodenstrom, weil der ja nur Verluste 
verursacht.

[Ulrich H. (lurchi)]

Die Zenerdiode ist nur als Schutz vor zu hoher Spannung. Bei nur 6 V 
braucht man die nicht. In diesem fall eher ein Transsorb (z.B. 8 V) an 
der 6 V Versorgung des Verbrauchers, um auch den Verbraucher vor 
Überspannung zu schützen. Die Zenerdiode am MOSFET wäre sonst eher ein 
12-15 V Typ.

Wenn die Masse nicht durchgehen muss, könnte man den Schutz auch an der 
negativen Seite haben.

[Bernd (Gast)]

Perfekt! Danke an alle ...