Umgekehrte Eigenschaften des Leistungs-MOSFET

Hier sind die (vereinfachten) Regeln, denen ein N-Kanal-MOSFET gehorcht:

• Wenn die Spannung zwischen Gate und Source größer als die Schwelle ist, kann der Strom zwischen Source und Drain (in beiden Richtungen) fließen.
• Wenn die Drain-Spannung niedriger als die Source-Spannung ist, fließt der Strom von Source zu Drain, auch wenn das Gate nicht angesteuert wird (aufgrund der Body-Diode - und es gibt einen kleinen Spannungsabfall).

Das ist alles. So funktioniert es in Ihrer Situation: Da Sie einen Verpolungsschutz wünschen, kann der MOSFET nicht in die andere Richtung weisen, da die Body-Diode einen Stromfluss zulassen und Ihr Gerät mit Verpolungsspannung versorgen würde. Also muss der MOSFET so sein. Aber weil wir den Spannungsabfall der Body-Diode vermeiden wollen, ist das Gate an +BAT gebunden , sodass der FET leitet, wenn die Batterie richtig herum ist. Dann ist das Ergebnis dasselbe, als ob Sie einen kleinen Widerstand (den MOSFET RDSon ) parallel zur Body-Diode hätten, wodurch der unerwünschte Spannungsabfall stark reduziert wird.

Es gibt keinen Grund, warum sich dies negativ auf den MOSFET auswirken sollte. Unabhängig von der Richtung des Stroms zwischen Drain und Source kann der MOSFET damit umgehen (vorausgesetzt, Sie liegen unter seiner absoluten Nennleistung).

Letzte Sache: Sie machen sich Sorgen um die Verlustleistung. Die vom Mosfet verbrauchte Leistung beträgt nur das Vds- fache des Ids- Stroms (ohne Berücksichtigung des Stroms durch das Gate). Oder anders ausgedrückt: RDSon * Ids ², wenn es leitet. Das kannst du ganz einfach abschätzen. Und noch einmal, es hängt nicht von der Stromrichtung ab ( ein eingeschalteter MOSFET leitet in Sperrrichtung nicht weniger gut - tatsächlich leitet er in Sperrrichtung aufgrund des Körpers sogar etwas besser Diode parallel).

Diesem MOSFET-Zeichen fehlt eine bestimmte Sache, die Ihre Frage wirklich beantworten könnte - eine Sperrdiode. MOSFET ist es egal, ob es im Stromkreis umgekehrt ist, es ist wie ein Schalter, der durch ausreichend Vgs geöffnet werden muss. Wenn die Batterie richtig angeschlossen ist, kann Strom durch die Sperrdiode fließen und einen kleinen Spannungsabfall erzeugen, der ausreicht, um Ihre Vgs über eine gewisse Schwellenspannung zu bringen. Nachdem der MOSFET geöffnet ist, können Sie die Existenz der Sperrdiode vergessen. Über dem MOSFET fließt Strom und nur ein kleiner Spannungsabfall, der durch Rds bestimmt wird. Wenn die Batterie rückwärts angeschlossen ist, ist Vgs Null, daher kann kein Strom fließen.

Ich würde Ihnen raten, einen PMOS-Verpolungsschutz oder einen NMOS-Verpolungsschutz mit einer Ladungspumpe zu verwenden, da auf diese Weise alles, was mit Masse verbunden werden muss, mit der Batteriemasse und nicht mit der Source Ihres Transistors verbunden ist.