Verpolungsschutz

  • Hallo Gemeinde

    Verpolungsschutz konzipiere ich selten und wenn dann mit einer simplen diode.

    Ich bin jetzt der sache ein wenig nachgegangen und fand ein konzept bei lothar-miller.de

    http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz

    das ich künfitig, evt mit einem anderen MOSFET-typ, verwenden würde. Gruss wink2.gif

    __________________________________


    Am elegantesten ist die Lösung mit einem P-Kanal MOSFET.


    Verpolschutz3.gif

    Der P-Kanal-MOSFET IRF9530 leitet, wenn das Gate um Ugsth negativer als die Source wird. Beim Anlegen einer korrekt gepolten positiven Spannung am Eingang leitet erst mal die Bulk-Diode, so dass an der Source die Eingangsspannung ankommt. Weil die Spannung an der Source nun positiver ist als Ugsth, leitet der MOSFET, und dem Strom steht nur noch der kleine Kanalwiderstand im Weg. Die Z-Diode begrenzt Ugs auf einen für den MOSFET ungefährlichen Wert. Dass der Mosfet dadurch quasi "verkehrt herum" leitet, also der Drain positiver ist als die Source, kümmert den Mosfet dabei herzlich wenig, denn das sind wegen des durchgeschalteten Kanals sowieso nur ein paar Millivolt.

    Beim Anlegen einer verpolten negativen Spannung sperrt die Bulk-Diode und der MOSFET kommt nicht in den leitenden Zustand.

    Bei Spannungen kleiner als Ugsmax (idR. 10..20V) kann die Z-Diode weggelassen werden. Dann ist der Verpolschutz komplett leistungsfrei zu betreiben, weil ja nach dem Laden des Gates bestenfalls noch Leckströme fließen könnten. Das ist z.B. beim Betrieb einer Schaltung mit LiPo Akkus (3,7 und 7,4V) ganz praktisch.


    Verpolschutz_3-15V.gif

    __________________________________


    Eine gute erklärung dazu auch von Christoph Niessen


    Datasheet IRF9530

    * letzte Worte des Fallschirmspringers : " scheiss Motten" ! *



  • Seit wann ist eine Zahl ablesen "rechnen" ?:/


    Aber um das noch zu ergänzen, Wenn man Dein Beispiel mit dem LM7805 nimmt, der ist für bis 35V und bis 1A Strom angegeben, wenn ich mich richtig erinnere. Die Eingangsspannung ist mit 12V angegeben. Alleine daraus ergeben sich schon Anhaltswerte für den P-Channel Mosfet...

  • Bau die Schaltung ohne Verpolungsschutz. Dann kannst Du ja messen für wieviel Last Du den Schutz auslegen musst.

    Normalerweise weiß man aber schon vorher in welcher Größenordnung die Werte liegen werden, wenn man weiß für welchen Zweck die Schaltung gebaut wird und welche Teile in der Schaltung verbaut weden.

  • Hallo Nicole,


    ich bin leider nicht der Experte, was elektronische Schaltungen betrifft.


    Was die Größe der Sicherung betrifft, so muss die komplette Schaltung berechnet / bemessen werden,
    einschließlich aller Verbraucher (alles was der der Schaltung dranhängt).

    Du erwähnst wieder den Mosfet als Verpolschutz. Ich bin mir nicht sicher, ob wir aneinander vorbeireden.
    Ich wiederhole mich: Unter Verpolungsschutz möchte man sicherstellen, dass der Plus- bzw. Minuspol nicht verwechselt wird.

    Gruß
    Hans

  • Hallo Hans,


    das siehst Du genau richtig mit der Größe der Sicherung.


    Wenn ich den Weg mit dem Mosfet gehe, muss ich ja auch wissen wie groß dieser definiert sein muss damit es keine Probleme gibt.

    Weil wenn die Hardware hinter dem Mosfet sagen wir 1 Ampere benötigt kann ich ja keinen Mosfet am Eingang als Verpolschutz verbauen der maximal 100 mA kann.


    Darum ja auch meine Frage ob und wie man das genau ausrechnet ?

    Bzw. ob mein Weg der richtige war oder nicht ?

  • Hallo Nicole,


    ich bin mir nicht sicher, was Du mit den Berechnungen erreichen möchtest. Wenn Du alle Ströme errechnest,
    dann kann Du z.B die Größe der Sicherung definieren. Dies hat aber mit Verpolungsschutz nichts zu tun.
    Unter Verpolungsschutz möchte man sicherstellen, dass der Plus- bzw. Minuspol nicht verwechselt wird.

    Kai hat Dir, was den Verpolungschutz angeht, die Lösung bereits vorgeschlagen.


    Gruß

    Hans

  • Ich habe jetzt mal ein paar Test durchgeführt und ich denke ich habe einen kleinen Denkfehler.


    Wenn ich die Schaltung mit einem P-Mosfet teste und eine Verpolung durchführe erhalte ich nur sehr wenig mA Fehlerstrom.

    Somit kann es nicht richtig sein das man alle Werte der verbauten Bauteile zusammenrechnen muss um das passende Bauteil zu finden.


    Wenn es so wäre, dann müsste doch bei einer Verpolung auch ca. der gleiche Wert rauskommen wie wenn keine Verpolung vorhanden ist.

    Oder sehe ich das jetzt falsch ?


    Meine Schaltung habe ich so aufgebaut.


    Verpolungsschutz.png

  • Hallo zusammen,


    ich bin gerade dabei die beste Lösung für einen Verpolungsschutz zu finden.


    Jetzt stellt sich natürlich immer die Frage welche ist die beste Lösung :)

    Ich suche eine Lösung die so wenig wie möglich an Verlustleistung hat.


    Hier kommt meiner Meinung nach die Lösung mit einem P-Mosfet in Frage.

    Es gibt ja sehr viele Beispiele im Internet für einen Verpolungsschutz.


    Bei einer Diode hat man ja meistens relativ viel Verlust.

    Wie macht Ihr das bei euch ?


    Und wie genau berechnet Ihr das passende Bauteil für den Verpolungsschutz ?


    Normal muss man doch von allen Bauteilen die man nutzen möchte die mA oder sogar Ampere zusammen rechnen.

    Anschließend weis man wie viel alles genau benötigt und dadurch kann man dann das richtige Bauteil suchen.


    Oder wäre dieser Rechenweg nicht richtig ?


    Vielen Dank im Voraus

    Nicole