MOSFET-ähnliches Relais für Kurzschluss

Ich muss eine Stromquelle mit einem Mikrocontroller kurzschließen, um die Kurzschlussstromkapazität (weniger als 10 A) zu messen. Daher sollte die Impedanz des Kurzschlusses so niedrig wie möglich sein.

Ich habe ein 5-V-Relais verwendet, das von einem BJT-Transistor gesteuert wird, und es funktioniert sehr gut. Aber aus Platzgründen würde ich gerne andere Optionen testen, wie die Verwendung eines MOSFET-Transistors, der als Schalter arbeitet. Ich habe mit dem Logikpegel NMOS IRL540N getestet, wie im Diagramm gezeigt, und es hat gut funktioniert. Anlegen von 5V an das Gate schließt den Kurzschluss mit ca. 36mΩ Widerstand.

Das Problem ist jedoch, dass bei falsch angeschlossener Stromversorgung mit umgekehrter Polarität das NMOS immer leitet, selbst bei einem niedrigen Mikrocontroller-Ausgang. Ich verstehe nicht, warum es leitet, da VGS auch bei angeschlossener Verpolung null bleibt.

Wie kann ich den MOSFET so schützen, dass er immer ausgeschaltet ist, wenn die Verpolung mit Drain-Source verbunden ist?

Die Stromversorgung kann bis zu 25 V erreichen. Ist der MOSFET immer sicher? Der absolute Höchstwert für die Gate-zu-Source-Spannung beträgt 20 V, aber in dieser Anwendung ist VGS immer niedriger als 5 V.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

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Ein Blick auf den IRL540N zeigt den Grund für die Rückwärtsleitung.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Abbildung 1. Der MOSFET enthält als Teil der Konstruktion eine eingebaute Diode.

Sie können keine Diode hinzufügen, da der Spannungsabfall für Ihre Anwendung zu hoch ist.

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Abbildung 2. Modifizierte Schaltung mit eingebauten Dioden dargestellt.

Sie könnten einen zweiten MOSFET in Reihe schalten, aber umgekehrt. Dies würde verhindern, dass beide Polaritäten passieren, es sei denn, die MOSFETs wären eingeschaltet. Die Kehrseite ist der doppelte Einschaltwiderstand und die Tatsache, dass der Stromkreis nicht direkt auf Masse bezogen ist.

Mach weiter, Chris, und erkläre es bitte weiter. Ich habe vor etwa 15 Jahren eine ähnliche Schaltung für einen Wechselstromschalter verwendet, und alles war in Ordnung, als von einer 12-V-Versorgung mit einem Gegentakt-Transistortreiber umgeschaltet wurde. Ich arbeite aus dem Gedächtnis. Was habe ich verpasst? Ah - ich glaube, es fällt mir wieder ein. Ich hatte einen Transistor auf jeder Seite der gemeinsamen ...
Eigentlich hatte ich verwechselt, welcher FET umgedreht wurde, also gelöscht, da es bei normaler Polaritätsverbindung vielleicht in Ordnung ist. Aber bei Verpolung liegt meiner Meinung nach eine VGS-Verletzung vor.
Sieht die Bearbeitung sicherer aus?

Die Körperdiode verursacht Ihren Ausfall.

Die bevorzugte Lösung für hohe Leistung verwendet einen Nch auf der hohen Seite mit einer Ladungspumpe, um Vgs zu verstärken, während eine Diode zum Erden vorhanden ist, um den Treiber zu schützen.

Wie 30 V, 3,3 mOhm MOSFET SPP100N03S2-03

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie Last kann ein 10-mOhm-Strom-Shunt zum Erfassen oder zur genauen Steuerung mit einem Komparator sein, und Vgs kann mit einem Wobbelsignal von der Ladungspumpenschiene angepasst werden, um das DUT zu testen.

Mit der Bodydiode hast du recht. Aber deine Antwort löst das Problem nicht. Die Batterie könnte verkehrt herum angeschlossen werden, und die Körperdiode leitet.

MOSFETs haben eine eingebaute Diode zwischen Source und Drain, die leitet, wenn Sie die Polarität umkehren. So werden MOSFETs mit 3 Anschlüssen hergestellt (der Körper ist mit der Quelle verbunden). Wenn Sie einen MOSFET mit 4 Anschlüssen finden, können Sie diesen möglicherweise abziehen, aber der MOSFET wird wahrscheinlicher zerstört, wenn die Spannung zum ersten Mal rückwärts angelegt wird.

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