Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltungserklärung ebay-Modul: Mosfet / ideale Diode / anti-backfeed / rückspeisung


von LOL (Gast)


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Hallo alle zusammen,

ich habe bei Ebay ein Modul gekauft, dass eine ideale Diode für 
Solaranwendungen (gegen Rückspeisung) darstellen soll.

Tests mit einer Lampe ergaben aber einen Spannungsabfall wie bei einer 
normalen Diode, weshalb ich mir die Schaltung etwas näher angesehen 
habe.

Es geht um einen Artikel wie in diesem Angebot:
https://www.ebay.de/itm/254355393810

Das Modul wird von diversen Händlern angeboten.

Die verwendeten Mosfets sind laut Aufschrift diese hier:
STP75NF75

https://www.st.com/en/power-transistors/stp75nf75.html
https://www.st.com/resource/en/datasheet/stb75nf75.pdf

Wobei die vermutlich nicht original ST sind, n-Kanal scheint aber zu 
stimmen (Body Diode zwischen Pin 2+3, Kathode an 2/Tab).

Herausgekommen ist der Schaltplan im Anhang.

Kurzum: Ich als absoluter Anfänger werde nicht schlau daraus.

Mir ist klar, dass das Modul sperrt, wenn OUT+ > IN+.
Wenn man zwischen OUT+ und OUT- eine Last hängt (Lampe) funktioniert das 
ebenso, weil OUT+ ja dann ein niedrigeres Potential hat.

Aber in einer Solaranwendung wären ja auf beiden Seiten 
Spannungsquellen, die sich nur gering unterscheiden....

Außerdem:

Warum leitet der n-Kanal Mosfet überhaupt, oder ist das nur die 
Body-Diode die da leitet? Ugs ist doch da 0V?
Was macht die Beschaltung mit der Diode (D1/D2)?

Nutzt das Teil irgend einen Einschalteffekt/Aufladen des Kondensators? 
Dann dürfte das ja nur funktionieren, wenn die Spannungsänderungen 
entsprechend schnell stattfinden.

Ich hätte zumindest mal einen direkten Bezug zu Masse/GND irgendwo 
erwartet, aber IN- und OUT- sind einfach verbunden und es gibt keinen 
Kontakt zur restlichen Schaltung, den ich finden konnte.

Ich fände es nett, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen könnte, wie 
diese Schaltung zu verstehen ist und was sie wirklich dar stellt.

Danke.

von hinz (Gast)


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LOL schrieb:
> ist das nur die
> Body-Diode die da leitet?

Ja.

von LOL (Gast)


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Okay, dann hätte sich der Entwickler aber den Spielkram mit der 
Zusatzbeschaltung schenken können.
Ein Versuch Ausschuss zu vergolden nehme ich an.

von Wolfgang (Gast)


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LOL schrieb:
> Herausgekommen ist der Schaltplan im Anhang.

Bist du sicher, das zweimal die selbe Schaltung parallel auf dem Modul 
sitzt?

von LOL (Gast)



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Wolfgang schrieb:
> LOL schrieb:
>> Herausgekommen ist der Schaltplan im Anhang.
>
> Bist du sicher, das zweimal die selbe Schaltung parallel auf dem Modul
> sitzt?

Ziemlich, aber siehe Fotos im Anhang.

Die MOSFETs sind zwar unterschiedlich beschriftet, scheinen aber 
typgleich zu sein.

Selbst wenn dem nicht so wäre ist mir unklar, was der Voodoo mit Diode, 
Kondensator und Widerstand bewirken soll.

Ich habe das Modul unter Le[e|h]rgeld verbucht.

von LOL (Gast)


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Allerdings würde mich interessieren, ob sich jemand vorstellen kann, was 
das mal werden sollte - ich kann irgendwie nicht glauben, das da jemand 
willkürlich Komponenten auf ne Platine gestreut hat, ohne wenigstens 
einen (falschen) Plan gehabt zu haben.

von Gerd E. (robberknight)


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Kann es sein daß D1 und D2 Z-Dioden sind?

Könnte ich mir vorstellen zum Schutz der Gates gegen ein zu hohes Vgs. 
Die behaupten ja immerhin das Ding würde bis 60V vertragen.

von LOL (Gast)


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Zenerdioden vermute ich nach googlen auch, der blaue Ring würde passen 
und das sieht man bei vielen Schaltungen so. Ich habe das aber nicht 
getestet, zumal hier das  Gate ja sowieso via 10k Widerstand an Source 
angebunden ist?

von Arno H. (arno_h)


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Nach Datenblatt sollte der erste Buchstabe ein "B" sein, die Datecodes 
sind für einen Fertigungsdurchgang sehr unterschiedlich und STM kürzt 
Marokko MOR ab.
Sehr suspekt, das Ganze.
Mit N-FET funktioniert das auch nicht und mit P-FET nicht mit der 
Gatebeschaltung.

Arno

: Bearbeitet durch User
von temp (Gast)


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Ich habe neulich dieses Teil getestet und für gut befunden. Vor allem 
auch weil man über den Enableeingang die Strecke auch komplett 
ausschalten kann.

https://www.ebay.de/itm/LTC4359-15A-Solar-Charging-Anti-Reverse-Irrigation-Ideal-Diode-Module-Controller/332755679389?epid=13026466522&hash=item4d79c8b89d:g:FRUAAOSwzvZbbDEP

Ob die Chinesen da originale oder nachgebaute Chips verwenden kann ich 
natürlich nicht sagen. Da einzele Chips preislich fast so teuer sind wie 
das ganze Modul lohnt sich für mich das Modul zu benutzen. Ich hab es 
bei einem eBike-Akku für den Ladeeingang benutzt.

von autsch. (Gast)


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Arno H. schrieb:
> Nach Datenblatt sollte der erste Buchstabe ein "B" sein

Ja, beim D2PAK Typ auf jeden Fall. Aber das ist längst nicht das
einzige Indiz. Die beiden Aufdrucke unterscheiden sich ja schon
untereinander so dermaßen, und erst im Vergleich zu möglichen
Originalen... beim linken Kühlflächen-Überstand sind die zwei
Schrägen nicht mal symmetrisch/zur Mitte ausgerichtet, so etwas
dürfte gar nicht vorkommen (außer bei fehlerhafter Ausschußware,
so daß es sich wohl schon vor der "Neubedruckung" genau um solche
gehandelt haben dürfte - was immer auch nun früher darauf stand
bzw. "drin ist"...)

Arno H. schrieb:
> Sehr suspekt, das Ganze.

Du machst wohl Witze. :) "Suspekt" hieße ja (nur) "verdächtig".
Hier aber kann man sich absolut_sicher sein, daß es einfach


>>> ein bunter Mix aus reinem Abfall ist.


(Daher hätte die Auffassung, daß nicht einmal die Schaltung
wirklich interessiert (man nach Schaltungen funktionierender
Konzepte suchen sollte, falls man an diesen Interesse hat),
durchaus etwas für sich...

...es sei denn, man wollte der Sache ganz auf den Grund
gehen: Bauteiltester, Kennlinienschreiber, aufmachen und auch
wirklich so richtig "unter die Lupe nehmen"...?  ;-)))


Oftmals läßt sich schon bei genauer Betrachtung der Bilder
(ohne eigene Kenntnisse/Erfahrung: Hier einstellen!) des
Angebotes erkennen, was los ist - wenn es so deutlich ist,wie
hier, sogar extrem leicht (sofern (ausreichend gute) Bilder).


Zur Sicherheit besser vor dem Kauf schon daran zweifeln...

von Boris (Gast)


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Hat jemand überprüft, ob der TO die Schaltung korrekt wiedergegeben hat? 
Es fällt mir schwer zu glauben, dass jemand diesen Aufwand für eine 
"fake" ideale Diode betreibt.

von Thomas W. (goaty)


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Vielleicht irgendwas wie dies hier:
https://www.circuits.dk/wp-content/uploads/2017/06/Circuit_2_Reverse_Battery_Protection_P-MOSFET.jpg

https://www.circuits.dk/reverse-current-battery-protection-circuits/

Demnach müssten die plus und minus Bezeichnungen umgedreht, und die 
beiden Widerstände an den anderen pol abgeschlossen werden.

Ach nee der Kondensator wäre auch noch anders angeschlossen

Oder sie wollen die High Side Variante machen hatten aber keine p 
Channel fets mehr.

Vielleicht Mal ausprobieren.

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Ich vermute, die Schaltung ist so (oder so ähnlich) entstanden:

1.  Eine schlechte Sicherung gegen Rückspeisung geht mit einer
    gewöhnlichen Diode.

2.  Ein schlechter Verpolschutz geht ebenfalls mit einer gewöhnlichen
    Diode.

3.  Ein guter Verpolschutz geht mit einem Mosfet, bspw. so, wie in der
    von Thoimas verlinkten Seite:

      https://www.circuits.dk/wp-content/uploads/2017/06/Circuit_2_Reverse_Battery_Protection_P-MOSFET.jpg

4.  Aus 1, 2 und 3 wurde fälschlicherweise gefolgert: Eine gute
    Sicherung gegen Rückspeisung geht ebenfalls mit mit der im Link
    gezeigten Verpolschutzschaltung.

5.  Diese, für den Anwendungsfall ohnehin schon ungeeignete Schaltung
    wurde auch noch falsch implementiert (korrigierte Fassung s.
    Anhang).

6.  Um das Stromlimit zu erhöhen, wurden einfach zwei dieser Schaltungen
    parallel geschaltet (Die Gate-Ansteuerschaltung wäre dabei nur 
einmal
    erforderlich gewesen, nur der Mosfet muss verdoppelt werden).

7.  Tests haben ergeben, dass die Schaltung ihren Zweck nicht einmal
    ansatzweise erfüllt, denn sie leitet (bei korrekter Polarität der
    Eingangsspannung) in beide Richtungen.

8.  Für eine Korrektur fehlte die Zeit und/oder das Wissen.

9.  Durch Zufall wurde festgestellt, dass nach Vertauschen und Umpolen
    der Ein- und Ausgänge die Schaltung wenigstens ein Bisschen
    funktioniert, wenngleich mit einem erhöhten Spannungsabfall, der ja
    eigentlich vermieden werden sollte.

10. Wegen der auf Grund des Spannungsabfall höheren Verlustleistung
    wurde noch ein Kühlkörper draufgepappt.

11. Fertig ist das Murksprodukt, der Verkauf kann starten.

Eine einfach Diode hätte zwar zu geringeren Kosten denselben Zweck
erfüllt, nur wäre damit den Kunden schon vor dem Kauf aufgefallen, dass
es sich dabei nicht um eine "ideale Diode" handeln kann.

Für eine Sicherung gegen Rückspeisung braucht man neben dem Mosfet
weitere aktive Bauteile in Form von Transistoren oder eines Komparators,
um das Vorzeichen der (in durchgeschaltetem Zustand sehr geringen)
Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung zu detektieren. Ein
Beispiel mit einem Transistorpaar ist hier zu finden:

  https://www.powerelectronictips.com/inexpensive-ideal-diode-mosfet-circuit/

von autsch. (Gast)


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Ich würde an der Schaltung echt nichts mehr probieren,
ohne gleich alle Teile zu identifizieren/durchzumessen
davor - sonst ist das doch reines Glücksspiel.

Thomas W. schrieb:
> Vielleicht Mal ausprobieren.

Alternativ eine eigene Schaltung aus eigenen Teilen.
Das aber erfordert nicht unbedingt obigen Schaltplan,
der eh nur auf genannte Weise sicher zu verifizieren
wäre, sondern man kann dazu schlicht

autsch. schrieb:
> nach Schaltungen funktionierender Konzepte suchen

Man muß halt wissen, worauf man hinaus will:
- Genauer gucken, was das da genau ist, oder
- eine Schaltung für den gewünschten Zweck bauen.

Beides zugleich wäre unnötig & weitgehend sinnfrei.
(Obwohl ich natürlich jemandem, der sich einbildet,
unbedingt genau das tun zu müssen, nicht dreinrede.)

von autsch. (Gast)


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@yalu: Ja, das klingt ziemlich schlüssig.

von MaWin (Gast)


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