Hallo Community, Ich bin gerade dabei Einen Verpolschutz für ein Ladegerät auf Batterieseite zu erstellen. Ich versuche das über die angehängte Schaltung. Ist die Batterie richtig herum angeschlossen wird der npn-Transistor leitend und zieht das Gatepotential auf GND. So ist Vgs <(-2V) und der P-Mos wird leitend, die Batterie kann also geladen werden. Das Funktioniert von der Logik her einwandfrei und ist sehr Verlustarm. Mein einziges Problem ist das Vgs bei dem Mosfet maximal (+/-)20V sein darf. Ein Mosfet der mehr aushällt wird zu groß und zu teuer. Kenn jemand eine Möglichkeit in dieser Schaltung Vgs zu begrenzen. (Eine Simple Zener-Diode parallel zu Gate-Source würde nichts bringen da sie leiten würde sobald das Ladegerät angeht.) Eine Verpolsicherheit über den Stecker kann nicht garantiert werden!!! Vielen Dank für eure Mühe schon mal im voraus.
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FR0STI schrieb: > Kenn jemand eine Möglichkeit in dieser Schaltung Vgs zu begrenzen. > (Eine Simple Zener-Diode parallel zu Gate-Source würde nichts bringen da > sie leiten würde sobald das Ladegerät angeht.) Mit Vorwiderstand passiert das nicht: Z-Diode zwischen G und S. Und dann vom G einen Widerstand zum Kollektor vom Transistor... Aber hast du da nicht unnötig viele Bauteile drin? http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz
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Beitrag #6044558 wurde von einem Moderator gelöscht.
FR0STI schrieb: > Ich bin gerade dabei Einen Verpolschutz für ein Ladegerät auf > Batterieseite zu erstellen. Was soll da denn geschützt werden? Das Ladegerät oder der Akku? Ich glaube, ich bin vom falschen Energiefluss (technisch üblich ist in Leserichtung von links nach rechts) ausgegangen. Hier soll aber offenbar eine Verpolung des "Verbrauchers" (= Akku) vermieden werden. Dann passt das schon mit der ursprünglichen Schaltung und der Abfrage nach dem korrekten Akkuanschluss per zusätzlichem Transistor. Ach Du grüne Neune schrieb im Beitrag #6044558: > Es geht auch ohne Z-Diode. Ich hatte ich auch im Sinn, aber dann wird bei geringer Batteriespannung u.U. die Ugs noch geringer und der Mosfet leitet nur halb, obwohl dabei vermutlich der höchste Strom fließt. Ergebnis: Siliziumschmelze.
Schaut doch gut aus. Schaltung bleibt aber an, wenn die Batterie wieder abgeklemmt wird, oder?
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Eigentlich sollte die Zuleitung zum Akku sowieso immer eine Sicherung enthalten. Die kann man dann zusammen mit einer Diode dazu nutzen, bei Verpolung zu unterbrechen.
Erstmal vielen lieben Dank für eure Antworten. Hier meine Gedanken dazu. Lothar M. schrieb: > Aber hast du da nicht unnötig viele Bauteile drin? > http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz Die von dir hier verlinkten Schaltungen funktionieren leider nicht wenn man auf beiden seiten der Schaltung Spannungsquellen hat. Besonders weil eine Z-Diode, die ich bräuchte um den Mosfet (Vgs) vor Überspannung zu schützen, mit einer Klemmspannung von 10V ungefähr nur 15V Sperrspannung hat. Das Führt dazu das man dann das Ladegerät Kurzschließt und die Diode in Rauch aufgeht. (spreche aus Erfahrung) Lothar M. schrieb: > Was soll da denn geschützt werden? Definitiv das Ladegrät vor der Verpolung der Batterie Möglichst mit unter 0.3W Verlustleistung bei einem Ladestrom von 3A. Die Schaltung wird also im Ladegerät verbaut. Die Batterie hat eine eigene Interne Schutzschaltung um die ich mir keine sorgen machen brauch. Deswegen auch der Umweg über die zusätzliche Transistorschaltung. Ach Du grüne Neune schrieb im Beitrag #6044558: > Es geht auch ohne Z-Diode. Es geht nur ohne Z-Diode oder andere Spannungsbegrenzung wenn ich einen Mosfet benutze der Vgs von mehr als (+/-) 30V ab kann. Leider Kosten die nicht nur das Doppelte, sie sind auch doppelt so groß. Das möchte ich wenn möglich vermeiden. Derzeit ist dieses Teil eingeplant Herstellernr.: DMPH6023SK3-13. Thomas H. schrieb: > Schaut doch gut aus. Schaltung bleibt aber an, wenn die Batterie > wieder > abgeklemmt wird, oder? Ohne die Ladegerätseite zu kennen ist das richtig. Allerdings regelt dasbei meinem Ladegerät ein Microcontroler, der den Wandler disabled wenn die Batterie abgesteckt wird. Stefan F. schrieb: > Eigentlich sollte die Zuleitung zum Akku sowieso immer eine Sicherung > enthalten. Die kann man dann zusammen mit einer Diode dazu nutzen, bei > Verpolung zu unterbrechen. Ja richtig. Die gibt es auch, hab ich nur aus gründen der Vereinfachung oben nicht mit eingezeichnet. Wie z.B. den ESD-Schutz und den EMV-Schutz auch. Lothar M. schrieb: > Mit Vorwiderstand passiert das nicht: Z-Diode zwischen G und S. Und dann > vom G einen Widerstand zum Kollektor vom Transistor... Das hab ich nicht ganz verstanden. Könntest du mir das vielleicht skizzieren? klingt vielversprechend.
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FR0STI schrieb: >> Mit Vorwiderstand passiert das nicht: Z-Diode zwischen G und S. Und dann >> vom G einen Widerstand zum Kollektor vom Transistor... Entschuldige ich hab deinen Anhang übersehen wo du es schon Skizziert hattest. Ich hab das mal für den Fall durchgerechnet in dem Moment wo die Batterie grade angesteckt wird. Da haut es so mit den Spannungen hin. (Vgs= 14,9V) Aber welches Potential hätte ich denn in diesem Fall am Gate zu erwarten, wenn der Mosfet dann Leitend wird und wir davon ausgehen das der Innenwiederstand der Batterie selbst im vollen zustand deutlich kleiner als 10kOhm ist (Ri<<10kOhm). Das hieße ja das der Strom über den Transistor vernachlässigbar ist. Und müsste der Wiederstand zwischen Gate und Collektor nicht zwingend kleiner sein als der Wiederstand zwischen Gate und Source damit die Schaltung noch Funktioniert?
FR0STI schrieb: > Aber welches Potential hätte ich denn in diesem Fall am Gate zu > erwarten, wenn der Mosfet dann Leitend wird und wir davon ausgehen das > der Innenwiederstand der Batterie selbst im vollen zustand deutlich > kleiner als 10kOhm ist (Ri<<10kOhm). Das hieße ja das der Strom über den > Transistor vernachlässigbar ist. Der Innenwiderstand des Akkus ist im Sub-Ohm-Bereich. Wo siehst du ein Problem? Es fließt ein Strom vom Akku in die Basis und einer vom Netzteil durch den Kollektor. Im Verpolfall fließt etwa der gleich durch die Schutzdiode, am C fließt nichts. > Und müsste der Wiederstand zwischen Gate und Collektor nicht zwingend > kleiner sein als der Wiederstand zwischen Gate und Source damit die > Schaltung noch Funktioniert? Wenn der T aus ist, fließt nichts, das Gate liegt auf Source-Potential. Im korrekten Fall bilden die beiden Widerstände einen Spannungsteiler, so dass die Gatespannung etwa die Hälfte der Netzteilspannung beträgt. Das Verhältnis der Widerstände hängt davon ab, was du im EIN-Fall dem FET an U_gs anbieten willst - ein Großteil arbeitet bis max. 20V und braucht mindestens 5-10V, je nach Typ. Bei zwei gleichen Rs ist man bei knapp 15V; perfekt!
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FR0STI schrieb: > Besonders weil eine Z-Diode, die ich bräuchte um den Mosfet (Vgs) vor > Überspannung zu schützen, mit einer Klemmspannung von 10V ungefähr nur > 15V Sperrspannung hat. ??? Eine 10V Z-Diode leitet im Sperrbetrieb bei ca. 10V und hat im Durchlassbetrieb etwa 0,7V. FR0STI schrieb: > (Eine Simple Zener-Diode parallel zu Gate-Source würde nichts bringen da > sie leiten würde sobald das Ladegerät angeht.) Wohin würde sie leiten? Der Transistor sperrt ja, weil an den Batterieklemmen keine Spannung anliegt (hilfreich wäre da aber noch ein Widerstand im Bereich um 1k parallel zur BE-Strecke, um eine definierte Abschaltung zu sichern). Allerdings hat wie gesagt auch diese Schaltung das "Problem" all der Schaltungen hier, dass es reicht, einmal eine Batterie anzuschließen um den Mosfet durchzuschalten. Wenn dann die Batterie abgeklemmt wird, leitet der Mosfet weiter, weil die positive Ladespannung weiterhin an den offenen Batterieklemmen anliegt. Wenn dann die Batterie verpolt angeschlossen wird, kommt es drauf an, ob sie es "schafft", die Spannung an den Batterieklemmen so weit herunterzuziehen, dass der Mosfet wieder ausschaltet...
Ihr seid echt eine riesen Hilfe! Danke an euch alle! Lothar M. schrieb: > FR0STI schrieb: >> (Eine Simple Zener-Diode parallel zu Gate-Source würde nichts bringen da >> sie leiten würde sobald das Ladegerät angeht.) > Wohin würde sie leiten? Der Transistor sperrt ja, weil an den > Batterieklemmen keine Spannung anliegt (hilfreich wäre da aber noch ein > Widerstand im Bereich um 1k parallel zur BE-Strecke, um eine definierte > Abschaltung zu sichern). Die Z-Diode wäre auf der Ladegerätseite und da eine Z Diode mit einer Klammerspannung (clamp-voltage) von 10V (die man bräuchte um den Mosfet zu schützen) eine Sperrspannug von ca 15V hat würde durch das Ladegerät ein Strom in Sperrrichtung durch sie fließen. Das Problem, das der Mosfet leitend bleibt nachdem die Batterie abgeklemmt wird hab ich Softwareseitig gelößt über den Microcontroller, der dann einfach das Ladegerät abschaltet. Das macht also gar nichts. Wenn man es also nicht schaft die Batterie im millisekundentakt zu verpolen bleibt die Schaltung sicher. Und wer dann ne Wechselspannung dran anschließt hat halt Pech. ^^ Aber trotzdem Danke für eure Erinnerung an das Problem. Ich habe Einfach nur Angst das nachdem der Mosfet leitend wird das Gatepotential wieder auf 0V absinkt weil der strom Ice durch den Bipolar-Transistor verschwindent gering wird. In dem Fall würde mir der Spannungsteiler auch nichts Bringen und ich hätte wieder knapp 29,4V zwischen Gate und Source was den Mosfet auf lange sicht zerstören könnte.
FR0STI schrieb: > Ich habe Einfach nur Angst das nachdem der Mosfet leitend wird das > Gatepotential wieder auf 0V absinkt weil der strom Ice durch den > Bipolar-Transistor verschwindent gering wird. Die Angst ist unbegründet und basiert irgendwie auf der Verwechslung von Ursache und Wirkung... Warum sollte in diesem Fall der Ic verschwinden? Wenn am Gate 0V anliegt muss durch den Transistor ja ein Strom von knapp 3mA durch (29,4V/10kOhm). Denn der Transistor wird ja nicht wegen seines Ic Stroms leitend, sondern wegen des fließdenden Ib. Er könnte über den Kollektor maximal einen Ic = Ib*Stromverstärkung treiben. Wenn dieser Ic nicht benötigt wird, dann leitet der Transistor natürlich trotzdem und die Uce wird noch ein wenig niedriger.
Hi, FR0STI schrieb: > Die Z-Diode wäre auf der Ladegerätseite und da eine Z Diode mit einer > Klammerspannung (clamp-voltage) von 10V (die man bräuchte um den Mosfet > zu schützen) eine Sperrspannug von ca 15V hat würde durch das Ladegerät > ein Strom in Sperrrichtung durch sie fließen. Nimm es mir nicht übel, aber das ist Unfug. Lothar hat es oben schon korrekt beschrieben. In Durchlassrichtung hat eine 10V Z-Diode einen Spannungsabfall von 0,7V (wie alle Z-Dioden), in Sperrichtung aber 10V. Z-Dioden werden üblicherweise in Sperrrichtung betrieben. Was meinst du eigentlich mit Klemmenspannung? Deine 10V/15V-Behauptung macht überhaupt keinen Sinn. Gruß thoern
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Thomas H. schrieb: > Was meinst du > eigentlich mit Klemmenspannung? Die Klemmspannung (Klammerspannung oder clamping voltage) ist einer der wichtigsten Kennwerte einer Z-Diode. Sie beschreibt die Spannung, ab der die Diode den maximalen Strom führt. Richtig eingesetzt kann man so mit einer Z-Diode den Spannungabfall über eine Parallelschaltung begrenzen. In meinem Beispiel hatte ich zuerst versucht Sie Parallel zur Gate-Source-strecke zu verwenden um den Mosfet für Überspannung zu schützen. Dies hat jedoch einen Kurzschluss verursacht da ich auf dieser Seite durch das Ladegerät ebenfalls eine Spannung anliegen habe, die über der Sperrspannung der Diode liegt. Da Klammerspannung und Sperrspannung sich gegenseitig bedingen kann dieses Problem nicht durch das Kaufen einer anderen Diode gelößt werden. Ich hätte quasie eine Klammerspannung von 10V und eine Sperrspannung (reverse voltage) von >30v gebraucht. Solch eine Z-Diode ist jedoch meines Wissens nicht herstellbar. Thomas H. schrieb: > Nimm es mir nicht übel, aber das ist Unfug. > Deine 10V/15V-Behauptung macht überhaupt keinen Sinn. Wenn du mal ein paar Z-Dioden anschaust macht diese aussage durchaus Sinn da die Sperrspannung bei den Meisten Z-Dioden etwa 5V über der Klammerspannung liegt. Ich würde mir zudem wünschen das du Sachlich bleibst :(.
Auf jeden Fall habe ich die Schaltung jetzt fertig und getestet. Ich musste die Wiederstandswerte noch ein wenig anpassen, um den Strom über den collector im Dauerbetrieb noch ein wenig mehr zu senken. aber ansonsten hat alles gelkappt. Hab mich am Ende noch für einen Summer entschieden der losgeht wenn man die Batterie verpolt anschließt. Vielen Dank für eure Hilfe. Ohne euch hätte ich sicher keine so elegante und doch einfache Lösung finden können.
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