Bestätigung der P-CH-MOSFET-Verbindung des Hauptstromeingangsabschnitts

In Ihrer Konfiguration kann der MOSFET beim Anlegen der Stromversorgung nicht sofort eingeschaltet werden, da am Source-Pin keine Spannung anliegt. Der Strom fließt also zuerst durch die Body-Diode, bis die Spannung am Source-Pin den Spannungspegel erreicht, der den MOSFET einschaltet (Sie können die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode in Ihrem Schaltplan sehen) . Sobald der MOSFET eingeschaltet ist, wird diese Diode kurzgeschlossen und der Strom fließt durch$R_{DS-on}$im Normalbetrieb.

1) Natürlich. Wenn Sie den MOSFET jedoch nicht auf diese Weise anschließen, fließt der Laststrom immer durch die Körperdiode und der Verpolungsschutz kann nicht erreicht werden.

2) Natürlich. Aber abgesehen davon,$V_{GS}$ist eine tödliche Einschränkung für MOSFET. Wenn die Versorgungsspannung 24 V beträgt, fällt der MOSFET aus, weil$V_{GS-max}$ist 12 V für Ihren MOSFET. Hier ist ein Zenerschutz erforderlich.

Eine weitere Sache, die berücksichtigt werden muss, ist die Verlustleistung:$P_M = I_D^2 \cdot R_{DS-on}$. Hier ist also der Laststrom wichtig. Ihr MOSFET hat einen Einschaltwiderstand von$R_{DS-on} = 15m\Omega$und es ist in einem SOT1220-Paket. Und wenn der Laststrom dann 5A beträgt$P_M = 5^2 \cdot 0.015 = 0.3W$. Thermischer Widerstand,$R_{th-ja}$, dieses Pakets mit dem richtigen Kupferpad für den Abfluss beträgt 67 ° C / W, sodass der Temperaturanstieg etwa 20 ° C beträgt, was keine Probleme verursacht. Wenn der Laststrom jedoch 7 A beträgt, beträgt der Temperaturanstieg etwa 50 ° C, was dazu führt, dass Ihr MOSFET unter Raumtemperatur bis zu 75 ° C heiß wird!

Natürlich kann mit P-Ch Verpolungsschutz erreicht werden. MOSFETs, aber ich persönlich empfehle N-Ch-MOSFETs, weil sie im Vergleich zu P-Ch-MOSFETs eine höhere Leistung und einen niedrigeren Preis haben. Hier ist eine Konfiguration, die ich verwende:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

1. Der Strom fließt tatsächlich umgekehrt durch den MOSFET, wenn die Schaltung im Normalbetrieb ist. Es muss so angeschlossen werden, wie Sie es zeigen, sonst leitet die Body-Diode, wenn Sie möchten, dass sie blockiert.

2. Wenn Sie die Nennsperrspannung (12 V) oder den Durchlassstrom überschreiten, kann der MOSFET ausfallen. Oder wenn Sie zulassen, dass es zu heiß wird. Sie können höhere negative Spannungen oder höhere Durchlassströme zulassen, indem Sie einen MOSFET verwenden, der für eine höhere Spannung oder einen höheren Strom ausgelegt ist (obwohl er wahrscheinlich mehr kostet oder höhere Verluste hat).

Es gibt einen anderen Fehlermodus. Die Gate-Source-Spannung ist auf nur +/-12 V ausgelegt. Wenn der Eingang also um mehr als 12 V unter Masse geht, überschreiten Sie das absolute Maximum Vgs und das Gate-Oxid kann ausfallen. Ein Zener und ein Widerstand können dies verhindern.

Ein Durchbruch von Drain zu Source ist nicht unbedingt destruktiv, wenn Energie und Strom begrenzt sind, aber ein Gate-Source-Durchbruch ruiniert den MOSFET, es sei denn, er verfügt über interne Schutz-Zener.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wenn Sie keine Angst haben, dass eine hohe Spannung an den Eingang angeschlossen wird, möchten Sie vielleicht trotzdem eine Kappe auf den Eingang setzen, z. B. 1 uF/10 V, um den Schutz vor ESD zu unterstützen.

Der Mosfet-Rev-Pol-Schutz ist grundsätzlich gültig. Ich habe immer einen Gate-Zener und einen Widerstand verwendet. Spehro gibt dies an. Ich habe N Chan verwendet, wie Rohat sagte. N Chan, wenn alle Dinge gleich sind, hat weniger RDS der FET explodiert: Stellen Sie sich vor, dass es eine große Buskapazität C2 gibt, die viel Energie speichert und einen niedrigen ESR und ein kurzes schweres Kabel hat, was eine große Blei-Säure-Batterie sagen würde. Wenn es einen sehr plötzlichen Spannungsabfall aufgrund einer großen angelegten Last gab an anderer Stelle wie beispielsweise einem großen Wechselrichter. Ihre vorgeschlagene Schaltung ermöglicht die Rückspeisung von Strom durch den leitenden FET. Dieser Strom könnte den FET durchbrennen. Wenn Sie die DS-Volt auf welche Weise auch immer überwachen, können Sie das Gate abschalten, wenn der Strom versucht, rückwärts zu fließen. Ich habe getan dies mit einem Transistor und einer Diode. Ich habe gesehen, wie andere einen Vergleicher verwenden.Das Potenzial, den Fet zu sprengen, ist bei den modernen SMD-Gehäusen wahrscheinlich schlimmer. Früher verwendeten wir TO220-Gehäuse und manchmal to247, um die RDs niedrig genug zu machen, um einen Niedervolt-Shottkey wie einen alten Phillips BYV143-40 durchschlagend zu schlagen.