Verpolungsschutz mit MOSFET: geringer Spannungsabfall, 1-50V Versorgung

Ich habe eine Schaltung, die DC-Netzteile testet. Sie sind typischerweise ungeregelt und ungeglättet, bis zu 50 V. Es führt Tests durch, um I/V-Kurven bis hinunter zu etwa 1 V und bis zu etwa 3 A zu erstellen. Ich möchte einen Teilschaltkreis, der den Testschaltkreis vor versehentlicher Verpolung des zu testenden Netzteils schützt, ohne zu viel Spannung abfallen zu lassen. (dh ein Gleichrichter ist definitiv nicht ideal).

Die Testschaltung hat +5V-, -12V- und +12V-Versorgungen, die für die Schutzunterschaltung verwendet werden können.

Welche Schaltung würde dies erreichen? Idealerweise würde ich aufgrund seines besonders niedrigen On-Rds einen N-Kanal-MOSFET verwenden. Diese Frage kommt der Antwort nahe, funktioniert jedoch nicht bei einer Netzteilspannung von weniger als etwa 5-10 V oder mehr als etwa 20 V. (Obwohl ein Potentialteiler für Netzteile über 20 V empfohlen wird). Ich habe versucht, einige Schaltungen zu kritzeln, komme aber nicht weiter. Ist das, was ich verlange, überhaupt möglich?

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Erwägen Sie die Verwendung eines LM311-Komparators , der von den verfügbaren +/- Versorgungen gespeist wird und ein SSR ansteuert.

Teilen Sie die Eingangsspannung wie gezeigt um (z. B.) 11:1. Das ergibt ein Signal von 45 mV bis 4,5 V am invertierenden Eingang von U1 für einen Eingang von 0,5 bis 50 V. Der nicht invertierende Anschluss wird auf etwa 23 mV gehalten, sodass Eingangsspannungen von mehr als +360 mV (unter Berücksichtigung von 10 mV v Ö S ( M A X ) ) schaltet den SSR ein. Null oder negative Eingangsspannungen lassen das SSR ausgeschaltet.

Die gezeigte Schaltung weist eine kleine Widerstandslast (11 K) über dem Eingang auf. Wenn dies nicht in Ordnung ist, könnte ein zusätzlicher hochohmiger Puffer vor dem Komparator hinzugefügt werden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ein geeignetes SSR könnte der CPC1907B mit einer Nennspannung von 60 V sein, der im eingeschalteten Zustand wie ein ~0,06-Ohm-Widerstand aussieht und für 3 A (6 A-Bewertung) in Ordnung ist (im schlimmsten Fall etwas mehr Widerstand, wenn er sich aufwärmt).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das gleiche Prinzip könnte mit dem Komparator verwendet werden, der ein kräftigeres SSR oder ein mechanisches Relais antreibt, was einen noch geringeren Serienwiderstand ermöglichen würde. Es ist auch zulässig, einige CPC1907B parallel zu schalten, wobei die Eingangs-LEDs entweder von einzelnen 1K-Widerständen angesteuert oder mit einem einzelnen Vorwiderstand mit niedrigerem Wert in Reihe geschaltet werden.

Verpolungsschutz mit MOSFET: geringer Spannungsabfall, 1-50V Versorgung
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