Verpolungsschutz - Versionsgeschichte

Williwilli am 6. November 2009 um 12:57 Uhr

2009-11-06T12:57:11Z

Williwilli am 26. Oktober 2009 um 12:41 Uhr

2009-10-26T12:41:52Z

Williwilli am 26. Oktober 2009 um 11:27 Uhr

2009-10-26T11:27:09Z

Williwilli am 22. Oktober 2009 um 05:45 Uhr

2009-10-22T05:45:35Z

Besserwessi: /* Verpolungsschutz mit MOSFETs */

2009-10-20T20:20:06Z

‎Verpolungsschutz mit MOSFETs

Besserwessi: /* Verpolungsschutz mit MOSFETs */

2009-10-20T20:19:33Z

‎Verpolungsschutz mit MOSFETs

Williwilli am 20. Oktober 2009 um 08:26 Uhr

2009-10-20T08:26:45Z

Williwilli am 20. Oktober 2009 um 08:23 Uhr

2009-10-20T08:23:59Z

Williwilli am 20. Oktober 2009 um 06:16 Uhr

2009-10-20T06:16:09Z

Williwilli am 20. Oktober 2009 um 05:52 Uhr

2009-10-20T05:52:56Z

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-Ein Verpolungsschutz wird in der Spannungsversorgung eines Verbrauchers (Gerätes) eingesetzt. Die Schutzschaltung verhindert entweder die falsche Polarität oder begrenzt den durch diese Verpolung entstehenden Schaden.
+#redirect [[Schutzschaltungen]]
-−
-−
-== Verpolungsschutz mit Dioden ==
-−
-[[Bild:VerpolD1.GIF|thumb|Einfacher Verpolungsschutz mit Diode]]
-* Variante 1: Eine [[Diode]] wird in Reihe mit der Versorgungsspannung geschaltet.
-** Funktion: Bei Verpolung sperrt die Diode, der Verbraucher erhält keinen Strom.
-** Vorteil: Nur eine Diode.
-** Nachteil: Für die Diode müssen Verlustleistung, Spannungsabfall sowie Durchlaßstrom beachtet werden.
-−
-[[Bild:VerpolD2.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit Diode und Sicherung]]
-* Variante 2: Eine Diode wird antiparallel zur Versorgungsspannung geschaltet, zusätzlich wird eine Sicherung in die Zuleitung eingefügt.
-** Funktion: Bei Verpolung schließt die Diode die Versorgungsspannung kurz. Die Sicherung spricht an und verhindert den echten Kurzschluss sowie das Durchbrennen der Diode.
-** Vorteil: Bei korrekter Polung hat die Schutzschaltung keinen Einfluß auf den Rest der Schaltung.
-** Nachteil: Bei Verwendung von normalen Sicherungen ist nach einer Verpolung ein Wechsel notwendig.
-−
-[[Bild:VerpolD3.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit TVS und Sicherung]]
-* Varinate 2b: wie Variante 2, nur statt einer normalen Diode wird ein unipolarer Überspannungsschutz (engl.: ''transient voltage suppressor'' '''TVS'''; z.B. 1.5KE12A) benutzt.
-** Vorteil: bietet zusätzlichen Schutz vor zu hoher Spannung.
-** Nachteil: teurer als normale Diode
-<br/><br/><br/>
-== Verpolungsschutz mit MOSFETs ==
-−
-Für den Verpolungsschutz mit einem [[Feldeffekttransistor|MOSFET]] wird der FET in der Schaltung anders als sonst üblich benutzt, also beim n-Kanal-FET mit Drain zur negativen Seite der Spannungsquelle. Anfangs fließt der Strom über die interne Diode im MOSFET. Wenn etwa 2..4 V erreicht sind, leitet dann zusätzlich der eigentliche MOSFET.
-<br/><br/>
-[[Bild:VerpolPFET.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit p-MOSFET]]
-* Variante 1: p-Kanal-MOSFET in Reihe mit der positiven Spannungsversorgung
-** Vorteil: sehr geringer Spannungsabfall, Überspannung kann zur Quelle abgleitet werden
-** Nachteil: Mindestspannung ca. 4 V, mit Logic-Level-FETs ca. 2 V.
-** Nachteil: Ein [[Kondensator|Elko]] in der Schaltung bietet keinen Schutz vor Spannungseinbrüchen auf der Versorgungsseite.
-** Nachteil: Etwas Stromverbrauch (z.B. 0,1 mA) bei Spannungen über etwa 20 V.
-** Nachteil: Oft teurer als Diodenlösung.
-** Nachteil: Logic-Level-FETs selten, oft teurer als n-MOSFET
-<br/>
-[[Bild:VerpolNFET.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit n-MOSFET]]
-* Variante 2: n-Kanal-MOSFET in Reihe mit der negativen Spannungsversorgung (GND)
-** Vorteil: wie Variante 1
-** Nachteile: wie Variante 1
-<br/>
-[[Bild:VerpolungsschutzNFet.png|Verpolungsschutz mit n-MOSFET]]<br/>
-Reale Schaltung für einen Verpolungsschutz mit einem n-MOSFET. Für Spannungen, die sicher unter etwa 20 V liegen (maximale Gate-Source-Spannung), kann man auf die Diode, Zenerdiode und den Widerstand verzichten.
-−
-−
-== Verpolungsschutz mit anderen Bauteilen ==
-−
-* Variante 1: Vorgeschalteter Brückengleichrichter.
-** Funktion: siehe [[Gleichrichter]]
-** Vorteil: Es liegt immer die richtige Polarität am Verbraucher an, auch wenn beim Anschluss die Leitungen vertauscht werden.
-** Vorteil: Verträgt auch Wechselspannung.
-** Nachteil: Spannungsabfall (ca. 1.4 V) und Verlustleistung am Brückengleichrichter
-** Nachteil: Schaltungsmasse (GND) ist um 0,7V potentialverschoben zu der Versorgungsspannung.
-<br/>
-[[Bild:VerpolRel.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit Relais]]
-* Variante 2: [[Relais]] schaltet mit Hilfe einer Diode die Versorgungsspannung zum Verbraucher.
-** Vorteil: Kaum Spannungsabfall an den Schaltkontakten.
-** Nachteile: Zusätzliche Verlustleistung in der Relaisspule. Durch Trägheit des Relais kein Schutz vor Pulsen mit falscher Polung.
-<br/>
-* Variante 3: Ähnlich wie mit MOSFET, aber mit normalem Transistor
-** Vorteile: für Spannungen ab ca. 1 V möglich, kleiner Spannungsabfall (<100mV), ggf. auch als Strombegrenzung
-** Nachteile: Stromverbrauch (Basistrom), Schutz nur bis etwa 5V, ggf. etwas Leckstrom
-<br/>
-* Variante 4: Spannungsregler mit integriertem Verpolungsschutz (z.B. LM2931)
-** Vorteile: keine extra Bauteile
-** Nachteile: nur wenige, eher teure Regeler bieten diese Funktion, Elko vor dem Regler ist nicht geschützt
-−
-−
-== Links ==
-[http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF Schutz mit MOSFETS (englisch)] ... Entweder funtioniert der Link nicht oder ist extrem langsam (williwilli - 21.10.2009)
-−
-−
-== Autor ==
---[[Benutzer:Williwilli|Williwilli]] 14:54, 11. Dez 2008 (CET)
- [[Kategorie:Grundlagen]]
- [[Kategorie:Elektronik]]
- [[Kategorie:Praxis]]

@@ Zeile 48: / Zeile 48: @@
 ** Funktion: siehe [[Gleichrichter]]
 ** Vorteil: Es liegt immer die richtige Polarität am Verbraucher an, auch wenn beim Anschluss die Leitungen vertauscht werden.
-** Vorteil: Verträgt auch Wechselstrom als Speisequelle.
+** Vorteil: Verträgt auch Wechselspannung.
 ** Nachteil: Spannungsabfall (ca. 1.4 V) und Verlustleistung am Brückengleichrichter
 ** Nachteil: Schaltungsmasse (GND) ist um 0,7V potentialverschoben zu der Versorgungsspannung.
+<br/>
 * Variante 2: [[Relais]] schaltet mit Hilfe einer Diode die Versorgungsspannung zum Verbraucher.
 ** Vorteil: Kaum Spannungsabfall an den Schaltkontakten.
-** Nachteile: Aufwendig. Zusätzliche Verlustleistung in der Relaisspule. Kein Schutz vor Pulsen mit falscher Polung.
+** Nachteile: Zusätzliche Verlustleistung in der Relaisspule. Durch Trägheit des Relais kein Schutz vor Pulsen mit falscher Polung.
+<br/>
 * Variante 3: Ähnlich wie mit MOSFET, aber mit normalem Transistor
 ** Vorteile: für Spannungen ab ca. 1 V möglich, kleiner Spannungsabfall (<100mV), ggf. auch als Strombegrenzung
 ** Nachteile: Stromverbrauch (Basistrom), Schutz nur bis etwa 5V, ggf. etwas Leckstrom
+<br/>
 * Variante 4: Spannungsregler mit integriertem Verpolungsschutz (z.B. LM2931)
 ** Vorteile: keine extra Bauteile
 ** Nachteile: nur wenige, eher teure Regeler bieten diese Funktion, Elko vor dem Regler ist nicht geschützt
 == Links ==

@@ Zeile 23: / Zeile 23: @@
 == Verpolungsschutz mit MOSFETs ==
-Für den Verpolungsschutz mit einem [[Feldeffekttransistor|MOSFET]] wird der FET andersherum als sonst üblich benutzt, also beim N-Kanal-FET mit Drain zur negativen Seite der Spannungsquelle. Anfangs fließt der Strom über die interne Diode im MOSFET. Wenn etwa 2-4 V erreicht sind, leitet dann zusätzlich der eigentliche MOSFET. Für Spannungen, die sicher unter etwa 20V liegen (maximale Gate-Source-Spannung), kann man auf die Diode, Zenerdiode und den Widerstand verzichten.
+Für den Verpolungsschutz mit einem [[Feldeffekttransistor|MOSFET]] wird der FET in der Schaltung anders als sonst üblich benutzt, also beim n-Kanal-FET mit Drain zur negativen Seite der Spannungsquelle. Anfangs fließt der Strom über die interne Diode im MOSFET. Wenn etwa 2..4 V erreicht sind, leitet dann zusätzlich der eigentliche MOSFET.
+<br/><br/>
-[[Bild:VerpolungsschutzNFet.png|thumb|Verpolungsschutz mit N-MOSFET]]
+[[Bild:VerpolPFET.GIF|thumb|Verpolungsschutz mit p-MOSFET]]
-* Variante 1: n-Kanal-MOSFET in Reihe mit der negativen Spannungsversorgung (GND)
+* Variante 1: p-Kanal-MOSFET in Reihe mit der positiven Spannungsversorgung
 ** Vorteil: sehr geringer Spannungsabfall, Überspannung kann zur Quelle abgleitet werden
 ** Nachteil: Mindestspannung ca. 4 V, mit Logic-Level-FETs ca. 2 V.
@@ Zeile 32: / Zeile 32: @@
 ** Nachteil: Etwas Stromverbrauch (z.B. 0,1 mA) bei Spannungen über etwa 20 V.
 ** Nachteil: Oft teurer als Diodenlösung.
 == Verpolungsschutz mit anderen Bauteilen ==
@@ Zeile 59: / Zeile 65: @@
-{{Ausbauwunsch|Auf jeden Fall noch Schaltungen - P-FET und Kapitel 3}}
+{{Ausbauwunsch|Auf jeden Fall noch Schaltungen für Kapitel 3}}
 == Links ==

← Nächstältere Version		Version vom 22. Oktober 2009, 05:45 Uhr
Zeile 58:		Zeile 58:
	** Nachteile: nur wenige, eher teure Regeler bieten diese Funktion, Elko vor dem Regler ist nicht geschützt		** Nachteile: nur wenige, eher teure Regeler bieten diese Funktion, Elko vor dem Regler ist nicht geschützt

		+
		+	{{Ausbauwunsch\|Auf jeden Fall noch Schaltungen - P-FET und Kapitel 3}}

	== Links ==		== Links ==

@@ Zeile 30: / Zeile 30: @@
 ** Nachteil: Mindestspannung ca. 4 V, mit Logic-Level-FETs ca. 2 V.
 ** Nachteil: Ein [[Kondensator|Elko]] in der Schaltung bietet keinen Schutz vor Spannungseinbrüchen auf der Versorgungsseite.
-** Nachteil: Etwas Stromverbrauch (z.B. 10 µA) bei Spannungen über etwa 20 V.
+** Nachteil: Etwas Stromverbrauch (z.B. 0,1 mA) bei Spannungen über etwa 20 V.
 ** Nachteil: Oft teurer als Diodenlösung.

← Nächstältere Version		Version vom 20. Oktober 2009, 08:26 Uhr
Zeile 61:		Zeile 61:

	== Links ==		== Links ==
−	[http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF Schutz mit MOSFETS (englisch)]	+	[http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF Schutz mit MOSFETS (englisch)] ... Entweder funtioniert der Link nicht oder ist extrem langsam (williwilli - 21.10.2009)

← Nächstältere Version		Version vom 20. Oktober 2009, 08:23 Uhr
Zeile 61:		Zeile 61:

	== Links ==		== Links ==
−	[http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF\| Schutz mit MOSFETS (englisch)]	+	[http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF Schutz mit MOSFETS (englisch)]