EMV-Schutz für MOSFET-Schaltung

[Peter0102 (Gast)]

Hallo zusammen,

hab hier eine recht einfache Schaltung, bei der ich aber nicht so recht 
weiß, wie ich sie "EMV-tauglich" mache bzw. ob hier überhaupt 
irgendwelche Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen.

Die MOSFET dienen als Schalter, die Eingangsspannung wird je nach 
Laufrichtung des DC-Motors umgepolt. Bleibt die Spannung zu lange am 
Motor, schaltet die Auswerteelektronik über eine OP-Schaltung die 
MOSFET.

Vom EMV-Labor weiß ich, dass "nur" mit 150V Überspannung am Eingang 
getestet wird. Kann mir da jemand vielleicht einen Tipp geben, wo es 
Probleme geben könnte. Vielen Dank schon mal im voraus.

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

Peter0102 schrieb:
> hab hier eine recht einfache Schaltung
Was soll die denn tun?

EDIT: so langsam komme ich drauf, bin mir aber mit dem Bezugspotential 
der Ansteuerschaltung noch nicht so ganz einig.

> Vom EMV-Labor weiß ich, dass "nur" mit 150V Überspannung am Eingang
> getestet wird.
Da werden 150V dauerhaft angelegt?

> Kann mir da jemand vielleicht einen Tipp geben, wo es
> Probleme geben könnte.
Das kommt darauf an, welchen Tests diese Schaltung unterzogen wird:
1. leitungsgebunden und/oder Strahlung?
2. Störaussendung und/oder Störempfindlichkeit?

BTW: insgesamt ist das eher ein Labyrinth-Suchspiel als ein Schaltplan. 
Warum tauschst du die Mosfets nicht einfach mal aus, dann wären einige 
Kreuzungen unnötig...

[Peter0102 (Gast)]

Hast recht, die Schaltung kann man auch etwas übersichtlicher darstellen 
(siehe neuer Schaltplan).

Was sie macht hab ich ja eigentlich beschrieben, viel mehr gibt's da 
nicht dazu zu sagen.

Es geht um die leitungsgebundene Einkopplung. Diese wird wahrscheinlich 
im Bereich von 100 ms liegen, finde da im Netz einfach keine Quellen, wo 
das etwas genauer beschrieben wird.
Bei der Störaussendung und -empfindlichkeit sehe ich keine Probleme.

[Peter0102 (Gast)]

Sorry, hatte nochmal den gleichen Schaltplan drin. Hier jetzt der 
überarbeitete...

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

Peter0102 schrieb:
> Sorry, hatte nochmal den gleichen Schaltplan drin. Hier jetzt der
> überarbeitete...
Warum ist im Pfad zum einen FET eine Diode und im anderen nicht? Denn 
prinzipiell müssten die von der "Verpolschutz"-Überlegung her doch 
beliebig austauschbar sein...

Und wegen der Diode im Gleichrichter wird der Mosfet evtl. nie richtig 
sperren, denn du kommst da nicht unter 0,7V am Gate, weil ja die Masse 
der Elektronik immer um die Diodenspannung positiver ist.

Peter0102 schrieb:
> Die MOSFET dienen als Schalter, die Eingangsspannung wird je nach
> Laufrichtung des DC-Motors umgepolt. Bleibt die Spannung zu lange am
> Motor, schaltet die Auswerteelektronik über eine OP-Schaltung die MOSFET.
Warum denn kein Relais? Der Normalzustand ist ja offensichtlich 
"eingeschaltet". Und nur im Fehlerfall wird abgeschaltet...

[Jens G. (jensig)]

@Peter0102 (Gast)

>Sorry, hatte nochmal den gleichen Schaltplan drin. Hier jetzt der
>überarbeitete...

Die ist nicht viel besser, nur etwas. Man bekommt immer noch 
Verrenkungen im Kopf.
Wie kommt man auf die idee, die Betriebsspannungen (+12V/0V) in der 
Mitte zu verlegen? Üblicherweise legt man solche grundlegenden Strippen 
so, daß man das Spannungsgefälle von oben nach unten sieht.
Also + oben, Masse (-) unten, dazwischen die Schaltung.

Ansonsten verstehe ich die Gateverbindungen noch nicht wirklich ...

[Peter0102 (Gast)]

Ich weiß, wie man Schaltpläne "normalerweise" zeichnet, aber darauf 
kommt es hier doch nicht an. Ist eh nur ein vereinfachtes Schaltbild, 
bei dem bisschen was weggelassen wurde.

Im Normalbetrieb liefert die Auswerteelektronik ein High, sprich 12V, an 
den Gates, welches die beiden MOSFET durchsteuert. Wenn der Motor 
abgeschaltet wird geht dieses Signal auf Low, d.h. 0V und die MOSFET 
sperren.

Das Ganze soll auch funktionieren, wenn die Eingangsspannung vertauscht 
wird, deshalb auch der Brückengleichrichter für die Elektronik.

Ich wollte aber eigentlich nur wissen, ob und wie man die MOSFET und 
evtl. den Gleichrichter für den EMV-Test, sprich gegen 
Überspannungsimpulse auf den Eingangsleitungen, schützen kann.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Das ist doch Muell. Gegen Ueberspannung nimmt man einen Gleichrichter, 
der spannungsmaessig nicht zu knapp dimensioniert ist, und allenfalls 
ein LC, Stromkompensierte Drossel, Ueberspannungsableiter mit Sicherung 
vornedran, sicher keinen Fet.
Gegen statische Entladung auf die Speiseleitungen nimmt man 100nF gegen 
Erde.

[Peter0102 (Gast)]

Die FET sind die Schalter und werden benötigt !!! Ich wollte wissen, wie 
man die schützen kann und nicht, ob man FETs als Überspannungsschtuz 
nehmen kann.

[Peter0102 (Gast)]

Hier geht's wohl in erster Linie darum, irgendwelche scheinbaren 
Unzulänglichkeiten des Verfassers zu kommentieren ohne die Frage richtig 
und vollständig zu lesen. Darauf kann ich verzichten...

[Anon Y. (avion23)]

Ich würde es gerne verstehen. Mal den Schaltplan doch richtig, dann 
bekommst du (unter anderem) gutes Feedback.

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

Anon Y. schrieb:
> Mal den Schaltplan doch richtig
Der Schaltplan an sich ist schon richtig, allerdings ist meines 
Erachtens die Funktion noch so unklar, dass die Sache hier ein wenig in 
die Irre führt: an den beiden Klemmen links wird mit beliebiger Polung 
eine Spannung angelegt. Und der Motor dreht mal rechts und mal links. 
Nach einiger Zeit soll er ausgeschaltet werden. Dafür ist der µC da. 
Soweit meine Interpretation...

Peter0102 schrieb:
> Es geht um die leitungsgebundene Einkopplung. Diese wird wahrscheinlich
> im Bereich von 100 ms liegen
Da werden dann also statisch für 100ms 150V eingekoppelt? Das wird für 
die Versorgung der Elektronik auch recht spannend. Und du hast da dann 
mit 30V Mosfets sowieso keine Chance, denn "Pulse" von dieser Dauer 
lassen sich nicht mit vertretbarem Aufwand "ausfiltern".
Was ist denn da die "übliche" Versorgung und woher kommt die? Denn bei 
12V und induktiver Last sehe ich den 30V FET auch schon recht an der 
Kante.

> finde da im Netz einfach keine Quellen, wo das etwas genauer beschrieben
> wird.
Das ist der falsche Ansatz: du musst wissen, nach welchem Szenario die 
Schaltung geprüft wird. Dann kannst du etwas suchen.
Und dieses Szenario sollte im Idealfall natürlich dem entsprechen, was 
in der Realität auch auftritt.

[Peter0102 (Gast)]

Ok, eigentlich hätte ich gleich die ganze Schaltung veröffentlichen 
können, wäre wohl besser gewesen. Hab nicht gedacht, dass ich damit nur 
verwirre. #
Erklärung: Am Motor wird die Spannung abgegriffen und diese über ein 
RC-Glied auf eine 2-stufige OP-Schaltung gegeben, welche nach einer 
gewissen Zeit die Gates ansteuert, das ist alles. Da diese Elektronik 
aber hinter dem Brückengleichrichter sitzt hab darauf jetzt bei meiner 
Frage keinen so großen Wert gelegt.

Es gibt keine "übliche" Versorgung, diese kommt direkt von einer 
Kfz-Batterie und je nach gewünschter Laufrichtung des Motors wird diese 
eben mal so und mal so auf die Eingangspins gegeben. Und eigentlich 
fährt der Motor auch noch gegen Endschalter aber alles ist meines 
Erachtens nicht wichtig.

Meine Frage war: wie kann ich die MOPSFET schützen, damit sie den 
EMV-Test, sprich den 150V-Burst überleben.

Danke an KMiller für seine sachliche Antwort. Und du hast recht, der 
richtige und einzige Ansatz scheint der über das EMV-Labor zu sein.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Weswegen haengt der DC Motor am AC Pfad ? Sowas, dh Richtungsumschaltung 
bei Steuerung macht man mit einer Vollbruecke, im DC Pfad.

Das Gate liegt bei der gezeigten Schaltung jeweils auf einem Potential.. 
das wurde beachtet ?

Egal, Mosfet kann man zB gegen Ueberspannung schuetzen, indem man sie 
leitend macht. Oder man absorbiert den Burst mit Kondensatoren. Was 
automatisch geschehen wuerde wenn sie im DC Pfad waeren. Oder man 
entkoppelt sie mit Spulen.

Erzaehl doch mal etwas zum Burst. Welche Ladung bei welcher Impedanz 
soll denn da entladen werden ?

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

Sabberalot W. schrieb:
> Weswegen haengt der DC Motor am AC Pfad ? Sowas, dh Richtungsumschaltung
> bei Steuerung macht man mit einer Vollbruecke, im DC Pfad.
Nochmal: es gibt keinen AC-Pfad. Es gibt nur eine mal so und mal so 
gepolte Autobatterie...  ;-)

[Peter0102 (Gast)]

Danke lkmiller, du scheinst der Einzige zu sein, der das alles richtig 
liest.

Ja, an Cs oder Surpressor-Diode oder so was hab ich auch gedacht. Und 
wenn jemand damit schon Erfahrung gemacht hat hätte er mir das schreiben 
können, so war meine Frage eigentlich gemeint. Ganz ohne großes Aufsehen 
;-)

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

Peter0102 schrieb:
> Und wenn jemand damit schon Erfahrung gemacht hat hätte er mir das
> schreiben können
Wie gesagt: es kommt auf die Norm an, nach der geprüft werden soll.

Und wenn die Schaltung nicht nur an einer KFZ-Batterie hängt, sondern 
sogar im Auto eingesetzt wird, dann kommen wir der Sache schnell näher:
Beitrag "Transientenschutz Kfz"
Beitrag "12V KFZ Versorgungs-Schaltung aus de.dse-faq"
Beitrag "Bipolartransistor im Auto schützen"