mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET für Verpolungsschutz


Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen!

Ich bin gerade auf der Suche nach einem geeigneten MOSFET, den ich als 
verpolungsschutz einsetzen kann. Als Spannungsregler benutze ich einen 
7805 der ja einen Strom von bis zu 1A bringen kann.
Welchen MOSFET benutzt ihr für soetwas?

Leider sind meine Kenntnisse über Bauteile noch sehr begrenzt. Gibt es 
eine Seite, die  mir alternativen zu mir bekannten Bauteilen ausspuckt? 
Oder eine, die eventuell sogar soetwas wie eine Parametersuche anbietet?

Ich würde mich sehr freuen, wenn mir jemand helfen kann.

Mit den besten Grüßen Marcus

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
kommt drauf an welchen Spannungsabfall du haben willst.
Such dir einen aus der Tabelle aus mit niedrigem RDSon


Wer die Schaltung nicht kennt:

                +                        +
                o----------+-----------o
                           |
              EIN         G|           Aus
                           ===
                           |^|
                o----------+|+---------o
               -         D     S         -

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Stefan!

Danke für die Tabelle. Da habe ich ja schonmal einen Anhaltspunkt.
Der Spannungsabfall sollte natürlich möglichst gering sein.
Was mir leider noch fehlt ist eine Angabe über die Ströme, die diese 
MOSFETs überleben.

Gibt es einen bestimmten Grund, warum Du Dich für einen N-Kanal-MOSFET 
entschieden hast? Hat das gegenüber den P-Kanal-MOSFETs (die dann 
natürlich mit dem Gate an - eingebaut werden) einen besonderen Vorteil? 
... also ausser, dass sie etwas schneller schalten?

Ich hoffe die Fragen waren jetzt nicht zu dämlich. Wenn doch, dann bitte 
ich darum zu beachten, dass es schon sehr spät ist ;)

Gruß Marcus

Autor: Frank (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
N-Kanal MOSFETs hat man technologisch besser im Griff. Deswegen werden 
sie fast überall eingesetzt, z.B. auch in einer Brückenschaltung. Die 
besseren Eigenschaften wiegen den höheren Ansteueraufwand im high-side 
Fall mehr als auf. Folglich gibt es eine größere Auswahl mit besseren 
Eigenschaften zu geringeren Preisen.

Autor: Simi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
... Man hat sie nicht nur technologisch besser im Griff, sie sind 
prinzipiell besser. Weil Elekrtoen 'ne höhere Beweglichkeit haben als 
Löcher.

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Morgen zusammen! :)

Also würdet Ihr von einem P-Kanal MOSFET, der den Vcc Kontakt bei einer 
Verpolung unterbricht abraten?
Ich hatte ihn eientlich aus rein estethischen Gründen ausgewählt. Nein 
quatsch :) ... Wenn ich einen Verpolungsschutz mit einem N-Kanal MOSFET 
aufbaue, der irgendwann auch bei richtiger Polung nicht öffnet, dann 
fehlt mir doch der Massekontakt. Kann das nicht zu einem Problem für 
einige ICs werden?

Achso, bevor ich es vergesse ... Vielen Dank, Stefan, Frank und Simi (in 
chronologischer Reihenfolge) für Euren Einsatz zu solch später/früher 
Stunde. Ich finde es wirklich klasse, dass Ihr Euer Wissen mit Anfängern 
wie mir teilt.

Gruß Marcus

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...vielleicht noch ein Hinweis:

Obige Schaltung (egal ob mit P-Kanal oder N-Kanal MOSFET) hat einen 
kleinen Nachteil:
Wenn auf der Ausgangsseite "dicke Elkos" oder ein anderer el. 
Energiespeicher sitzt, bleibt der MOSFET bei einem eingangsseitigen 
Kurzschluss oder Verpolung aufgesteuert, solange dieser Speicher noch 
eine Spannung hat, die größer UGSmin ist. Das stört natürlich nur bei 
dynamischen Vorgängen (verseuchte Bordnetze und so), als statischen 
Verpolungsschutz kann man sie beruhigt verwenden.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das mit den estethischen Gründen kann ich gut nachvollziehen, da es 
verständlicher ist.
In der Schule lernt man immer der Schalter sitzt am Eingang. Sonst 
könnte der Strom ja trotzdem reinfließen, auch wenn er nicht mehr raus 
kommt :-)
Bei 230V ja sowieso.

Nimmst du aber z.B. einen IRF9530 (0,3 Ohm) hast du bei 1A schon 0,3V 
Spannungsabfall. Da kannst du auch gleich eine Schottky-Diode nehmen.

Solange die Schaltung sonst nirgendwo Masse hat (z.B. Gehäuse) gibt es 
keine Probleme mit dem N-Mos

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Stefan:
Super das Du das ansprichst. Ich möchte die Schaltung nämlich später 
wirklich an einem Boardnetz betreiben. :)
Für diesen Fall habe ich eine Diode, zwischen Ausgang und Eingang über 
den 7805 gelegt. Über die wollte ich einen Rückstrom abführen, so dass 
der Spannungsregler nicht beschädigt wird. Reicht das Deiner Meinung 
nach aus? Gibt es Alternativen? Oder meintest Du etwas ganz anderes?

Marcus

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oh jetzt muss ich ja mit den Stefans aufpassen. :)
Also die letzte Nachricht war natürlich an Stefan Wimmer gerichtet.

Diese geht nun an Stefan Gemmel.
Schön zu hören, dass meine Gedanken noch nachvollziehbar sind. :)
Der Spannungsabfall ist tatsächlich ganz ordentlich. Da sollte ich mir 
wohl wirklich mal die Shottky-Diode genauer ansehen. Danke Für den 
Hinweis. Ich habe den blöden Fehler gemacht einfach davon auszugehen, 
dass der Spannungsabfall schon ausreichend klein sein wird.

Gruß Marcus

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich meinte nicht die Rückwärtsdiode am Längsregler. Die paar µF hinter 
dem Regler spielen hier kaum eine Rolle:

Wenn Du bei Deiner Schaltung einen grossen Elko als Eingangspuffer 
verwendest (z.B. in der Absicht kurze Spannungsausfälle bzw. negative 
Transienten zu überbrücken), so steuert die Spannung an diesem Elko den 
Verpolungsschutz-MOSFET auf, solange sie dazu ausreicht. Wenn nun das 
Bordnetz niederohmig genug ist bzw. die Transienten energiereich genug, 
so bedeutet dies faktisch einen Kurzschluss des Eingangs-Elkos. In dem 
Falle können dann Ströme fliessen, die den MOSFET killen (alles schon 
gehabt!). Ein anderer Effekt ist, dass Dein Elko dann vom Boardnetz 
leergenuckelt wird und es nix ist mit der gewünschten 
Ausfallüberbrückung.

Den MOSFET kann man im Kurzschluss/Transientenfall ggf. durch einen 
kleinen Längswiderstand schützen. Wenn man (z.B. wg. der Stromstärken) 
Wert darauf legt, statt einer (Schottky-)Diode einen FET zu nehmen, so 
kann man dies mit einem kleinen (SOT23-6) IC machen, welches den FET 
ansteuert und ihn sich wirklich wie eine Diode verhalten lässt. Wenn ich 
dran denke, schaue ich morgen in der 4ma mal nach, wie das IC heisst...
Man kann's auch mit 'nem PVI5033R von IRF machen, aber die sind teuer.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...hab' gerade nochmal ein wenig in meinen Archiven geblättert:

Der Chip ist von Linear Technology und heisst LTC4412.

Da wo in den Applikationsbeispielen die Batterie eingezeichnet ist, wäre 
dann natürlich der Eingang.

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ich habe mir gerade mal ein paar Shottky-Dioden genauer betrachtet. 
Leider hatten alle, die ich mir angesehen habe einen Spannungsabfall, 
der im Bereich eines MOSFETs liegt (0.3V-0.4V bei 1A). Wisst ihr eine, 
die bessere Werte vorweisen kann?
Ich möchte eigentlich dabei bleiben die Unterbrechung im Vcc-Kontakt 
vorzunehmen. Irgendwann passiert es mir ja doch, dass ich noch einen 
Kontakt zu Masse habe. Als Anfänger ist man ja doch oft etwas trottelig 
oder sieht soetwas einfach nicht. :)

Was mir noch nicht ganz klar ist, ist der Schutz des MOSFETs mit dem 
Widerstand. Wenn es Deine Zeit zulässt würde ich mich sehr freuen, wenn 
Du nochmal darauf eingehen kannst, Stefan.

Gruß Marcus

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>
> Der Chip ist von Linear Technology und heisst LTC4412.
>
bei dem Chip wird aber ein P-MOS verwendet, dann besteht immer noch das 
Problem, dass diese einen hohen Widerstand haben.
Weisst du ob es sowas für N-MOS gibt?

@Marcus
Schottky haben immer diesen Spannungsabfall

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der LTC4412 sieht ja wirklich sehr gut aus. Jetzt wollte ich mal sehen, 
was der so kostet. Bei den mir bekannten Versandunternehmen habe ich ihn 
aber leider nicht finden können. Woher beziehst Du ihn denn?

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan Gemmel wrote:
> bei dem Chip wird aber ein P-MOS verwendet, dann besteht immer noch das
> Problem, dass diese einen hohen Widerstand haben.

...es gibt mittlerweile aber auch schon recht gute P-Kanal-FETs die an 
die Daten von N-Kanalern ganz gut rankommen. (Ein Hersteller jammerte 
mir mal die Ohren voll, dass er für gute P-Kanaler die dreifache 
Chipfläche braucht, aber solange die nicht das dreifache kosten lass' 
ich ihn jammern :))

@Marcus:
Bei Bezugsquellen bin ich immer ein schlechter Ansprechpartner, denn ich 
kaufe direkt bei den Distributoren ein. Ich verstehe die Problematik der 
Bastler sehr gut und helfe auch gerne aus, wo ich kann (schick' mir mal 
'ne PM mit 'ner antwortfähigen e-Mail Adresse), aber direkt einen Tip 
"kauf' mal hier oder da" habe ich meist nicht. Ich wundere mich oft auch 
über die hier diskutierten Preise, aber Max, Angelika und Co. müssen 
halt auch leben ;-)))

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Um die Ströme im MOSFET zu begrenzen, müsste der Widerstand, den Stefan 
Wimmer angesprochen hat doch in Reihe mit dem MOSFET geschaltet werden. 
Oder liege ich da Falsch?
Also wenn ich damit richtig liege würde mir das allerdings den 
Spannungsabfall vor dem Spannungsregler nochmal deutlich vergrößern und 
das möchte ich ja eigentlich verhindern. Also bleiben mir als 
Alternativen zu dem MOSFET nur die Shottky-Diode oder ein LTC4412.

Bitte korrigiert oder bestätigt mich.

Gruß Marcus

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nun ja, als Schutzwiderstand bei Kurzschlüssen und Transienten kann er - 
je nach Stromtragfähigkeit des FETs schon recht klein werden. Wenn der 
FET z.B. 30A abkann, dann reichen (bei 12/14,4V Eingangsspannung) 0,48 
Ohm. Wenn im Betrieb z.B. 1A fliessen (7805), fallen daran weniger als 
ein halbes Volt ab und die Verlustleistung von knapp 0,5 Watt hättest Du 
im nachfolgenden Längsregler eh auch nur verheizt...

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In Summe mit dem MOSFET wären das dann also ca 0,8V. Da mein Ziel ist es 
die Schaltung irgendwann an meinem Motorrad zu betreiben bin ich mir 
nicht ganz sicher, vieviel Spannungsabfall da noch akzeptabel ist. Da 
muss ich mir wohl nochmal ansehen, wie groß die Spaannungsschwankungen 
im Betrieb sind.

Wenn die minimal Spannung noch über 9V liegt, dann sollte es ja reichen.
Danke für den Tipp.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Motorrad also.
Dann mach dir nicht so viele Gedanken, immer genug Gas geben dann hast 
du 14V :-)
Ich denke du solltest die Schottky nehmen, was sind schon 0,3V

Autor: Reinhard Pölzleithner (carnival)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
... geht doch auch mit einem Relais.

vom Bordnetz her mit einer normalen Diode auf die Spule eines Relais,
und die Umschalter in die Versorgung der Schaltung.

Wenn du ein Relais mit zwei Umschaltern nimmst dann kannst die Spannung 
auch "richtig herum" drehen ...

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könnte ich dann nicht gleich einen Diodengleichrichter nehmen? Aber 
irgendwas war doch da, warum davon abgeraten wird. Muss ich nochmal 
nachsehen.

Ich habe jetzt erstmal die letzte Nacht damit verbracht die 
unterschiedlichen Schaltungen zu testen. Hat auch alles wunderbar 
geklappt, bis auf die Tatsache, dass meine bessere Hälfte leicht 
angesäuert war, als ich um 4 Uhr ins Bett geschlichen bin. gg
Bei der Schaltung mit dem MOSFET kann ich ja eventuell später den 
Widerstand auch durch eine kleine flinke Sicherung austauschen, oder?
Ob sich das lohnt kommt natürlich darauf an, wie die Versorgungsspannung 
aussieht.

Gruß Marcus

Autor: Reinhard Pölzleithner (carnival)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gleichrichter kannst natürlich auch verwenden.

Bei einem Silizium Gleichrichter verliert man halt 1.4V und ein Versatz 
gegen die Fahrzeugmasse von 0.7V ergibt sich ebenfalls.

Darum mein Vorschlag mit dem Relais

Autor: Falk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Marcus
Ich verstehe das Problem nicht ganz. Wenn du eine 7505 am 12V Bordnetz 
betreiben willst, müssen sowieso 7V verheizt werden. Was soll dann ein 
möglichst geringer Spannungsabfall über dem Mosfet bringen? Eine 
Schottkydiode ist einfach und vollkommen ausreichend. Selbst eine 
Siliziumdiode mit 0.7V Spannungsabfall wäre problemlos einsetzbar.

MfG
Falk

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.