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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verpolungsschutz mit N-Channel Mosfet so richtig?


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Autor: Gerd (Gast)
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Hallo,

ich möchte einen Verpolungsschutz für eine Batterieschaltung (12V, max. 
1A) aufbauen.
Dabei soll ein N-Chan-MOSFET zum Einsatz kommen.

Gefunden habe ich diesen Schaltungstyp hier:

http://rn-wissen.de/wiki/images/9/9b/VerpolungsschutzNFet.png


Mir ist allerdings die Funktion nicht ganz klar. Für mich sieht es so 
aus, als wären beim MOSFET Drain und Source vertauscht.
Im Grunde bildet der MOSFET doch einen Low-Side-Schalter für den 
Verbraucher. Und dann müsste die Source doch auf Minus der Batterie 
liegen, oder!??

Autor: Alex W. (Gast)
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Gerd schrieb:
> ich möchte einen Verpolungsschutz für eine Batterieschaltung (12V, max.
> 1A) aufbauen.

Dann nimm eine Gleichrichterdiode oder einen Brückengleichrichter! Da 
ist sogar die Polarität der Spannungsquelle egal...

Autor: Jens G. (jensig)
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>Mir ist allerdings die Funktion nicht ganz klar. Für mich sieht es so
>aus, als wären beim MOSFET Drain und Source vertauscht.

Das ist ja gerade der Gag dieser Schaltung, denn ein Mosfet leitet in 
beide Richtungen, wenn Gate positiver gegenüber Source ist (bein 
N-Kanal).

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Jens G. schrieb:

> Das ist ja gerade der Gag dieser Schaltung, denn ein Mosfet leitet in
> beide Richtungen, wenn Gate positiver gegenüber Source ist (bein
> N-Kanal).

...und in einer Richtung immer, auch wenn er nicht angesteuert
wird, was eine Lösung komplizierter macht.

Autor: Gerd (Gast)
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Danke für die schnellen Antworten!

Jens G. schrieb:
> Das ist ja gerade der Gag dieser Schaltung, denn ein Mosfet leitet in
> beide Richtungen, wenn Gate positiver gegenüber Source ist (bein
> N-Kanal).

Ach so. Gibt es ein Diagramm, aus dem man das Verhalten ablesen kann?


Dann sorgt hier
http://rn-wissen.de/wiki/images/9/9b/VerpolungsschutzNFet.png
der Verbraucher dafür, dass die Spannung an der S kleiner ist als am G?

Autor: Gerd (Gast)
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http://www.lothar-miller.de/s9y/uploads/Bilder/Verpolschutz_N-Kanal.gif

Hier ist die Body-Diode mit eingezeichnet. Jetzt wird klar, warum S 
nicht auf Batterie-Minus sein darf. Bei Verpolung würde die Bodydiode 
lustig den Strom in der falschen Richtung durchlassen...

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Harald Wilhelms (wilhelms)

>Jens G. schrieb:

>> Das ist ja gerade der Gag dieser Schaltung, denn ein Mosfet leitet in
>> beide Richtungen, wenn Gate positiver gegenüber Source ist (bein
>> N-Kanal).

>...und in einer Richtung immer, auch wenn er nicht angesteuert
>wird, was eine Lösung komplizierter macht.

Du meinst die parasitäre Bodydiode. Ja und? Als Gleichrichter soll der 
Mosfet (bzw. seine Diode) ja immer in einer Richtung leiten.
Die ist sogar nötig für ein sicheres Arbeiten, damit Source negativ 
bleibt (also fast auf neg. Potential der Spannungsquelle), und in 
Verbindung mit dem pos. Gate dann den Kanal vollends durchsteuert.
Ohne diese Bodydiode würde die Last ohne Spannungsquelle das Source auf 
Plus hochziehen, so daß ein nachträgliches Anschließen der 
Spannungsquelle bei bereits angeschlossener Last den Mosfet erst gar 
nicht auf Durchgang schalten würde (bei anderer Anschlußreihenfolge wäre 
das Ergebnis theoretisch undefiniert, bzw. in der Realität würden die 
Mosfet-Restströme für ein negatives Sourcepotential sorgen).
Die Bodydiode ist hier sogar sehr nützlich und notwendig ...

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Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Gerd schrieb:
> Gefunden habe ich diesen Schaltungstyp hier:
Aber aufpassen: da kann zwar ein "billiger" N-Kanal-Fet verwendet 
werden, der Minuspol der Batterie ist aber nicht mehr "Masse". Da sind 
schon ein paar drauf reingefallen und haben mit weiterer Beschaltung an 
der Batterie den "Mosfet-Masseschalter" irgendwie überbrückt...

Autor: Jens G. (jensig)
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@Gerd (Gast)

>Danke für die schnellen Antworten!

>Jens G. schrieb:
>> Das ist ja gerade der Gag dieser Schaltung, denn ein Mosfet leitet in
>> beide Richtungen, wenn Gate positiver gegenüber Source ist (bein
>> N-Kanal).

>Ach so. Gibt es ein Diagramm, aus dem man das Verhalten ablesen kann?

Weis ich nicht, in Datenblätter aber eher nicht. Aber es ist 
Allgemeinwissen, daß Mosfets in beide Richtungen der D-S-Strecke 
leitfähig sind.
Denn eigentlich hat ein Mosfet ja 4 Anschlusse, also zusätzlich noch den 
Bulkanschluß. Der wird aber üblicherweise bei Mosfets direkt mit Source 
verbunden, so daß man praktisch nur 3 Anschlüsse hat (sieht man ja auch 
am Mosfet-Symbol). Es ist letztendlich die Gate-Bulk-Spannung, die über 
dessen Leitfähigkeit entscheidet. Wo dabei das Source hängt, ist dabei 
eher egal.

: Bearbeitet durch User
Autor: flo (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Weis ich nicht, in Datenblätter aber eher nicht. Aber es ist
> Allgemeinwissen, daß Mosfets in beide Richtungen der D-S-Strecke
> leitfähig sind.

Wobei die eine Richtung ja schon wegen der Bodydiode immer leitet...

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