Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verpolungsschutz beidseitig mit 2 MOSFETs


von Stefan P. (form)


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Hallo,
ich möchte einen universellen Verpolungsschutz bauen, der beide 
Leitungen (auch Masse) trennt. Sowas müsste doch eigentlich auch mit 2 
MOSFETs möglich sein, aber ich habe bisher immer nur Schaltungen mit 
HighSide-Trennung gesehen.

Kennt da jemand was?

Viele Grüße
Stefan

von Rainer W. (rawi)


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Stefan P. schrieb:
> ich möchte einen universellen Verpolungsschutz bauen, der beide
> Leitungen (auch Masse) trennt.

Was versprichst du dir davon. Strom kann auch bei nur einer 
Unterbrechung nicht mehr fließen.

> Sowas müsste doch eigentlich auch mit 2 MOSFETs möglich sein, ...
Guck dir die übliche MOSFET-Schaltung an und spiegele sie.

> ... aber ich habe bisher immer nur Schaltungen mit HighSide-Trennung gesehen.

... weil keiner (außer dir) die doppelte Trennung braucht.

: Bearbeitet durch User
von Stefan P. (form)


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Rainer W. schrieb:
> ... weil keiner (außer dir) die doppelte Trennung braucht.

Das bezweifle ich, wenn man sich die vielen verbrannten Geräte anschaut, 
bei denen +12V auf GND eingespeist wurde, und sich über diverse weitere 
Anschlusskabel oder Coax-Schirme weiterverteilt hat...

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Stefan P. schrieb:
> wenn man sich die vielen verbrannten Geräte anschaut, bei denen +12V auf
> GND eingespeist wurde, und sich über diverse weitere Anschlusskabel oder
> Coax-Schirme weiterverteilt hat...

Dazu müssten aber die diversen anderen Geräte an der selben 12V Quelle 
hängen aber eben richtig gepolt? Haben die nicht eher eigene Netzteile?

von Jörg K. (joergk)


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Niklas G. schrieb:
> Stefan P. schrieb:
>> wenn man sich die vielen verbrannten Geräte anschaut, bei denen +12V auf
>> GND eingespeist wurde, und sich über diverse weitere Anschlusskabel oder
>> Coax-Schirme weiterverteilt hat...
>
> Dazu müssten aber die diversen anderen Geräte an der selben 12V Quelle
> hängen aber eben richtig gepolt? Haben die nicht eher eigene Netzteile?

Wie zum Besipiel im KFZ.
Oder Netzteile mit Funktionserdung.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Jörg K. schrieb:
> Wie zum Besipiel im KFZ

Ah. Wenn man aber

Rainer W. schrieb:
> Guck dir die übliche MOSFET-Schaltung an und spiegele sie.

Dann muss man aber die Polung beachten. Die Body Diode muss so rum sein 
dass die bei Verpolung den Kurzschluss nicht durchleiten würde. Also 
n-Channel MOSFET, Drain an Input Minus, Source an Last Minus, Gate an 
Input Plus. Die Body Diode sorgt gleichzeitig dafür dass der MOSFET bei 
korrekter Polung überhaupt leitet, weil sie das Source "runter zieht". 
Oder...?

: Bearbeitet durch User
von Stefan P. (form)


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Mods: Bitte den Thread löschen. Das Forum ist leider kaputt.

von Bauform B. (bauformb)


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Nimm ein Relais. Bis du alle Kombination von "universell" durchgespielt 
hast... Dabei gibt es nicht nur diskrete Zustände, zum Beispiel noch 
geladene Elkos, die einen FET halb aufsteuern. Oder eine Spannungsquelle 
in der Strombegrenzung. Oder.

Vor das Relais muss natürlich ein Schmitt-Trigger, sonst schaltet das 
auch mal nur halb ein.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan P. schrieb:
> Mods: Bitte den Thread löschen. Das Forum ist leider kaputt.

Interessante Idee. Weil deine Frage als unsinnig empfunden wird, ist 
"das Forum kaputt"? Könnte es nicht viel eher sein, daß mit dem Forum 
alles in Ornung ist und daß du kaputt bist?

[x] Bitte geh weg
[x] Und mach die Tür hinter dir zu
[x] Von außen!

von Lutz (lutz66)


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Axel S. schrieb:
> Stefan P. schrieb:
>> Mods: Bitte den Thread löschen. Das Forum ist leider kaputt.
>
> Interessante Idee. Weil deine Frage als unsinnig empfunden wird, ist
> "das Forum kaputt"? Könnte es nicht viel eher sein, daß mit dem Forum
> alles in Ornung ist und daß du kaputt bist?
>
> [x] Bitte geh weg
> [x] Und mach die Tür hinter dir zu
> [x] Von außen!

Die frage ist nicht unsinnig, wenn im KFZ ein gerät welches mit weiteren 
geräten verbunden wird, +12V auf masse anliegen hat und andere geräte 
sowohl masse vom bordnetz wie auch zu diesem verpolten gerät "hätten"
Dann wäre das ein problem.

Aber es gibt dafür andere bessere lösungen als die beudseitige trennung

Weil in der Situation das man zwei massenanbindungen hat würde die 
beidseitige zrennung zu einer potetialanhebung führen und somit würde 
zuviel strom über diesen zweiten pfad fließen,  was dann das nächste 
problem wäre

Die frage ist im grunde nicht unsinnig, weil man sich darüber natürlich 
gedanken machen muss. Aber 2-seitge trennung ist nicht das 
universalheilmittel.

Es muss im gesamtdesign gelöst werden, weil 2 massepfade ist kein gutes 
systemdesign, das muss vermieden werden.

von Lutz (lutz66)


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Stefan P. schrieb:
> Hallo,
> ich möchte einen universellen Verpolungsschutz bauen, der beide
> Leitungen (auch Masse) trennt. Sowas müsste doch eigentlich auch mit 2
> MOSFETs möglich sein, aber ich habe bisher immer nur Schaltungen mit
> HighSide-Trennung gesehen.
>
> Kennt da jemand was?
>
> Viele Grüße
> Stefan

Für kfz gibt es für jede komponente designrichtlinien, bei einhaltung 
benötigt man keinen 2 ,seitigen verpolschutz, bei nichteinhaltung ist 
das aber nicht die universallösung, siehe die andere nachricht, punkt 
potentialanhebung

von Lutz (lutz66)


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Niklas G. schrieb:
> Stefan P. schrieb:
>> wenn man sich die vielen verbrannten Geräte anschaut, bei denen +12V auf
>> GND eingespeist wurde, und sich über diverse weitere Anschlusskabel oder
>> Coax-Schirme weiterverteilt hat...
>
> Dazu müssten aber die diversen anderen Geräte an der selben 12V Quelle
> hängen aber eben richtig gepolt? Haben die nicht eher eigene Netzteile?

Hier ist doch dann eher die kombi aus verpolschutz und Kurzschlussschutz 
gefragt

von Gerald B. (gerald_b)


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Jörg K. schrieb:
> Wie zum Besipiel im KFZ.

Komisch, das die Leute es gebacken kriegen, fehlerfrei Starthilfe zu 
geben. Laut Murphy stehen die Chancn dafür nur 50/50

:P

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Stefan P. schrieb:
> ich möchte einen universellen Verpolungsschutz bauen, der beide
> Leitungen (auch Masse) trennt.

Man nehme ein 2-pol. Relais und bischen Elektronik-Futter, und lässt mit 
der  Minimalschaltung das Relais nur dann anziehen, wenn die 
'Eingangsspannung' passt. Die besteht eigentlich nur aus einer Diode, 
und dem Relais. Oder dann noch 2 Widerstände als Spannungsteiler

Vorteil: Kein Spannungsabfall zum Verbraucher hin. 2-pol. abgeschaltet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan P. schrieb:
> aber ich habe bisher immer nur Schaltungen mit HighSide-Trennung
> gesehen.
Dann schau mal da und baue zu dieser "üblichen" diese 
P-Kanal-High-Side-Variante die N-Kanal-Low-Side-Variante mit dazu.

- http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/45-Verpolschutz.html

Wenn du aber deine Gedanken mal so richtig zu Ende denkst, dann merkst 
du letztendlich, dass eine der beiden Varianten als Verpolschutz reicht.

Denn die Ersatzschaltung der N+P-Kanal-High+Low-Side-Variante sieht so 
aus:
1
o----->|----.
2
            |
3
           Last
4
            |
5
o-----|<----'

Und nach den Gesetzen der Reihenschaltung darf ich daraus ungestraft 
sowas machen:
1
o--->|-->|--.
2
            |
3
           Last
4
            |
5
o-----------'
Und das ist dann bei idealen Dioden (dafür sind die Mosfets zuständig) 
das selbe wie:
1
o----->|----.
2
            |
3
           Last
4
            |
5
o-----------'

Oder du merkst, dass in deinem Anwendungsfall (anderweitige Verbindungen 
im System) keine der beiden Varianten zuverlässig helfen kann.

Denn mit 2 Versorgungsanschlüssen und 1 zusätzlichen Signalleitung 
brauchst du auf einmal einen dreipoligen Verpolschutz...

BTW: ich liebe Elektronik, weil die so schön logisch ist.

Stefan P. schrieb:
> Mods: Bitte den Thread löschen. Das Forum ist leider kaputt.
Kein Thread ist so schlecht, das er nicht noch als abschreckende 
Beispiel dienen könnte.

: Bearbeitet durch Moderator
von Simon D. (jamen)


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Hallo Stefan,

das beschriebene Problem lässt sich dadurch lösen, dass du den 
Verpolschutz nicht im Plus-, sondern im Minuspfad einbaust.

Im Internet findet man für einen einfachen Verpolschutz meistens die 
Lösung mit einem p-Kanal FET im Pluspfad. Die hat leider das Problem, 
dass deine Masse im Fehlerfall auf dem falschen Potenzial liegt. In 
deiner Komponente kann zwar kein Strom fließen, aber wenn deine 
Komponente Verbindungen zu anderen Komponenten hat, die mit korrekter 
Polarität an die gemeinsame Versorgungsspannung angeschlossen sind, 
können unzulässig hohe Stromstärken fließen. Das kann bei den von dir 
beschriebenen Schirmleitern der Fall sein, aber auch starke Ausgänge, 
die sich nicht einfach mit einem Widerstand schützen lassen, sind so ein 
typisches Problem.

Die alternative Lösung ist, dass man den Verpolschutz im Massepfad 
einbaut. Im Fehlerfall liegt dann deine gesamte Schaltung auf 
Versorgungssmasse, was im Allgemeinen der verträglichere Zustand ist. 
Der Nachteil dieser Schaltung ist, dass du, bei richtiger Polung, am 
Anfang einen kleinen Masseversatz zu anderen Komponenten haben kannst, 
weil der Transistor noch nicht vollständig leitet und die Substratdiode 
nicht besonders gut ist. Da sprechen wir aber von etwa 1V 
Potenzialunterschied. Damit kommen die meisten Komponenten gut zurecht 
bzw. die Stromstärken sind deutlich geringer, als wenn versehentlich 12V 
oder mehr auf deiner Masse liegen. Wenn das ein Problem sein sollte, 
kann man dem Transistor noch eine Schottky-Diode parallel schalten, um 
im Anlauf den Spannungsabfall zu reduzieren.

Ich hoffe das hilft dir.

von Bauform B. (bauformb)


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Simon D. schrieb:
> Der Nachteil dieser Schaltung ist, dass du, bei richtiger Polung, am
> Anfang einen kleinen Masseversatz zu anderen Komponenten haben kannst,
> weil der Transistor noch nicht vollständig leitet und die Substratdiode
> nicht besonders gut ist.

Da der Strom dabei über die Signalmasse der anderen Geräte fließt, wird 
der Versatz vom Widerstand der Stecker, Kabel und Leiterbahnen bestimmt.

Deshalb: nimm ein Relais.

von Jörg K. (joergk)


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Gerald B. schrieb:
> Jörg K. schrieb:
>> Wie zum Besipiel im KFZ.
>
> Komisch, das die Leute es gebacken kriegen, fehlerfrei Starthilfe zu
> geben. Laut Murphy stehen die Chancn dafür nur 50/50
>
> :P

Bekommen Leute aber trotzdem hin - glaube es mir. Die Ergebnisse habe 
ich gesehen...

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Bauform B. schrieb:
> Deshalb: nimm ein Relais.

Ups ? - das habe ich ihm bereits
Thomas S. schrieb:
> Man nehme ein 2-pol. Relais und bischen Elektronik-Futter,

am: 19.06.2025 12:08 angeboten.

Wer auch immer.... keine Ahnung haben, aber negativ bewerten. DANKE

von Bauform B. (bauformb)


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Das kann man garnicht oft genug sagen :)

Thomas S. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Man nehme ein 2-pol. Relais und bischen Elektronik-Futter,

Bauform B. schrieb:
> Nimm ein Relais [...]
> Vor das Relais muss natürlich ein Schmitt-Trigger, sonst schaltet
> das auch mal nur halb ein.


Edit: das ist nur ganz normaler Offset, kannst du abgleichen ;)
Thomas S. schrieb:
> Wer auch immer.... keine Ahnung haben, aber negativ bewerten.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Für einen Verbraucher, der zweipolig angeschlossen ist, reicht ein 
Verpolschutz. In einer der beiden (egal welcher) Anschlußleitungen.

Punkt.

Das war die Frage des TE. Irgendwelche vagabundierenden Spannungspfade 
über Signalleitungen und dergleichen kamen in der Frage des TE nicht 
vor. Die hat erst "lutz66" dazu erfunden.

Nur ist das halt eine ganz andere Aufgabenstellung. Logischerweise ist 
die Antwort dann auch eine andere.

: Bearbeitet durch User
von Simon D. (jamen)


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> Das war die Frage des TE. Irgendwelche vagabundierenden Spannungspfade
> über Signalleitungen und dergleichen kamen in der Frage des TE *nicht*
> vor. Die hat erst "lutz66" dazu erfunden.

Schau dir nochmal den zweiten Post von Stefan an, da beschreibt er den 
Grund für seine Frage genauer.

von Lutz (lutz66)


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Axel S. schrieb:
> Punkt.
>
> Das war die Frage des TE. Irgendwelche vagabundierenden Spannungspfade
> über Signalleitungen und dergleichen kamen in der Frage des TE nicht
> vor. Die hat erst "lutz66" dazu erfunden

Bevor du so einen schwachsinn daherlügst lese dir den 2. Kommentar des 
fragestellers durch, vom 19.06 um 09:20

"
Das bezweifle ich, wenn man sich die vielen verbrannten Geräte anschaut,
bei denen +12V auf GND eingespeist wurde, und sich über diverse weitere
Anschlusskabel oder Coax-Schirme weiterverteilt hat.."

Wenn man keine ahnung hat, dann muss man nicht etwas dazu schreiben

Wenn du Langeweile hast dann gehe Tsuben füttern

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Wenn du ein Gerät narrensicher machen willst, und du  meinst, es sei dir 
erfolgreich gelungen, dann bekommt das grantiert der Erstbeste kaputt!
Murphys Gesetz - Narren sind erfinderisch :P

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