Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet schalter nicht


von P. F. (pfuhsy)


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Hallo zusammen,

ich habe eine kleine Schaltung aufgebaut, um einen 12V-Bleiakku zu 
laden.
Das funktioniert eigentlich ganz gut, doch wenn ich die 13,8V 
Ladespannung abschalte kann ich den p-FET nicht mehr sperren und ich 
messe am Source die Akkuspannung 12V. Meine Vermutung ist, dass die 
Spannung des Akku dazu führt, dass der Drain gegenüber den Source 
positiv und damit die Polarität zum schalten verkehrt herum ist. Auch 
wenn ich den Gate direkt auf 12V lege passiert nichts. Wie kann man 
damit umgehen ? Ich will keine Diode zwischen Drain und Akku schalten, 
da ich die vollen 13,8V am Akku brauche. Ich hab auch bewusst ein p-FET 
genommen, da der Akku somit auf der gemeinsamen Masse liegt und ich 
direkt vom Pulspol die Akkuspannung messen kann. Hat jemand brauchbare 
Hinweiße ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Also, wie rum ist denn der P-Kanal nun geschaltet? Richtig wäre die 
Source ans Ladegerät und die Drain in Richtung Akku. So wie gezeichnet 
fliesst der Ladestrom über die Bodydiode.

: Bearbeitet durch User
von P. F. (pfuhsy)


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Matthias S. schrieb:
> Also, wie rum ist denn der P-Kanal nun geschaltet?

So wie im Schaltplan.

von Migel C. (migelchen)


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P. F. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Also, wie rum ist denn der P-Kanal nun geschaltet?
>
> So wie im Schaltplan.


Hallo,

dein Mosfet (Q3) wird auch nie Schalten...
Wie der Kollege schon sagte, dreh die Drain zur Last und die Source zur 
Betriebsspannung. :)

Gruß
Migelchen

: Bearbeitet durch User
von P. F. (pfuhsy)


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Migel C. schrieb:
> dreh die Drain zur Last und die Source zur
> Betriebsspannung.

Hab ich ne Macke ? Der Drain ist doch der untere Anschluss des FETs und 
der liegt doch an der Last. Ich hab doch einen p-Kanal und keinen 
n-Kanal.

Aussderm schaltet er doch wunderbar, nur nicht wenn die 13,8V wegfallen.

von Achim S. (Gast)


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P. F. schrieb:
> Ich hab doch einen p-Kanal und keinen
> n-Kanal.

Ja. Und wenn beim p-Kanal das Drain positiver ist als die Source, dann 
leitet in jedem Fall die Substratdiode. Mit der passenden 
Gateansteuerung kannst du dann noch die Substratdiode duch den FET 
brücken (was vielleicht ein bisschen nach Schalten aussieht), aber 
abschalten kannst du sie nicht.

P. F. schrieb:
> Aussderm schaltet er doch wunderbar, nur nicht wenn die 13,8V wegfallen.

Auf welches Potential sollte sich denn deiner Erwartung nach das 
Gatepotential einstellen, wenn keine 13,8V vorhanden sind? Wer legt dann 
das Gatepotential fest?

von M. P. (matze7779)


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P. F. schrieb:
> Der Drain ist doch der untere Anschluss des FETs und
> der liegt doch an der Last.

Nein. Der mit dem Pfeil ist Source.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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P. F. schrieb:
> Hab ich ne Macke ?

Würde ich nie behaupten.

M. P. schrieb:
> Nein. Der mit dem Pfeil ist Source.

Oder, mal aufs Gehäuse TO220 bezogen, der mittlere Pin (Kühlfahne) ist 
Drain.

von P. F. (pfuhsy)


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M. P. schrieb:
> Nein. Der mit dem Pfeil ist Source.

Ach mist, danke. Dann ist aber das Symbol im Schaltplan verkehrt herum.
Aufjedenfall ist der Akku an Drain und die 13,8V an Source.

Achim S. schrieb:
> Ja. Und wenn beim p-Kanal das Drain positiver ist als die Source, dann
> leitet in jedem Fall die Substratdiode. Mit der passenden
> Gateansteuerung kannst du dann noch die Substratdiode duch den FET
> brücken (was vielleicht ein bisschen nach Schalten aussieht), aber
> abschalten kannst du sie nicht.

Das deckt dich auch mit meiner Messung, mal 12,6V, mal 12V, wenn ich die 
13,8V abschalte und am Source messe.

Dann wäre doch die Schaltung grundsätzlich dafür nicht geeignet. Wie 
könnte ich den Akku denn mit der Ladespannung "richtig" schalten ? Die 
Idee war, dass die Masse des Akku gleichzeitig der Bezug zur 
Spannungsmessung ist.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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P. F. schrieb:
> Dann ist aber das Symbol im Schaltplan verkehrt herum.

Das Symbol selber ist schon richtig. Im Gegensatz zu Transistoren zeigt 
der Pfeil bei MOSFet in Sperrichtung, d.h. er symbolisiert die 
Substrat/Bodydiode.
Du hast schon recht, die Bodydiode macht dir bei den fehlenden 13,8V 
einen Strich durch die Rechnung, sie lässt Strom in Richtung Ladegerät 
fliessen. Könnte man altertümlich mit einem Relais lösen, das abfällt, 
wenns Ladegerät fehlt oder mit einem N-Kanal, der aber vermutlich (habs 
jetzt nicht genau durchgeklingelt) einen DC/DC Wandler oder eine 
Ladepumpe braucht.

: Bearbeitet durch User
von P. F. (pfuhsy)


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Matthias S. schrieb:
> Könnte man altertümlich mit einem Relais lösen, das abfällt,
> wenns Ladegerät fehlt oder mit einem N-Kanal

Ich denke dann würde er ja die 12V vom Akku gekommen und bleibt 
angezogen.
Hat jemand noch eine Idee, sowas ist doch bestimmt schon 1000mal verbaut 
worden.

Bei dem n-Kanal müsste man die Last auf Soucre schalten und somit die 
Masse ein- und ausschalten. Damit würde mir doch ein Bezug zur 
Spannungsmessung fehlen.

von Migel C. (migelchen)


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von P. F. (pfuhsy)


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Hätte ich denn das selbe Problem mit einem PNP-Transistor statt einen 
Mosfet ???

von THOR (Gast)


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Gibt auch p-Channel MOSFETs.

von Achim S. (Gast)


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P. F. schrieb:
> Hat jemand noch eine Idee, sowas ist doch bestimmt schon 1000mal verbaut
> worden.

Wenn du den Stromfluss in beide Richtungen steuer können willst, kannst 
du zwei antiserielle p-FETs benutzen:
- mit negativen U_GS leiten beide (und die Stromrichtung ist ihnen 
weitgehend egal)
- mit U_GS=0 sperrt zumindest einer von beiden (auch wenn beim anderen 
die Diode leiten würde)

von P. F. (pfuhsy)


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Ich habs mal ausprobiert.
Mit einer LED klappt das, beim Akku geht das nicht.

von Achim S. (Gast)


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tut mir leid, aber ich verstehe deine Antwort nicht: was klappt mit 
einer LED aber geht nicht mit einem Akku? Was geht dabei nicht, wie 
sieht deine Schaltung dabei aus?

Mit der richtigen Schaltung kannst du natürlich antiserielle FETs 
einsetzen. Du musst halt dafür sorgen, dass ihre Gates beim Ausschalten 
in allen Betriebsmodi (mit 13,8V Quelle und ohne) auf die jeweilge 
Versorgungsspannung hochgezogen werden.

von P. F. (pfuhsy)


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Ich hab die 2 FETs in Reihe geschaltet und die Last zwischen die beiden. 
Ich glaube das war auch der Fehler.

von Achim S. (Gast)


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P. F. schrieb:
> Ich hab die 2 FETs in Reihe geschaltet und die Last zwischen die beiden.
> Ich glaube das war auch der Fehler.

Ja, das war ein Fehler.

Die Fets müssen mit ihren Sourcen aneinandergeschaltet werden (so dass 
die Drains "nach außen" schauen). Die beiden Gates werden ebenfalls 
zusammengeschaltet und gemeinsam angesteuert.

Wenn die Schaltung einmal aus der 13,8V-Quelle und einmal aus dem 
12V-Akku versorgt wird, dann muss bei deinem Gate-Treiber auch jeweils 
ein Pullup an jede der Versorgungen. (Wenn die 13,8V Quelle nicht da 
ist, müssen die gates trotzem auf die 12V gezogen werden). Um einen 
unerwünschten Querstrom über die beiden Pullups zu verhindern, kannst du 
den Pullups jeweils eine Diode in Reihe schalten.

von P. F. (pfuhsy)


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Ja super, das wars. Das war der Tritt in die richtige Richtung. 
Funktioniert, vielen Dank für die Hilfe.

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