Die folgende Schaltung kann vor Verpolung schützen, aber ich würde gerne wissen, ob sie einen Überspannungsschutz für eine Spannung von mehr als 18 Volt bieten kann.
Ich habe eine Zenerdiode mit einer Durchbruchspannung von 18 Volt gewählt, damit jede Spannung größer als 18 Volt durch den Zener in entgegengesetzter Richtung direkt zur Erde fließen kann.
Der P-Kanal-MOSFET hat eine Vds von -30 Volt und eine Vgs von +-20 Volt. Die Zenerdiode hat eine Durchbruchspannung von 18 Volt.
Ein einzelner MOSFET kann entweder gegen Verpolung oder gegen Überspannung schützen.
Aufgrund der Bodydiode kann der MOSFET Spannungen über einem Diodenabfall nur in einer Richtung sperren. Es kann in beide Richtungen leiten, aber nur in einer blockieren. Aus dem MOSFET- Datenblatt :
Nur um Spehros Antwort zu ergänzen. Sie hätten das Verhalten dieser Schaltung sofort mit dem DC-Sweep-Analysetool von LTspice simulieren können
Wie Sie sehen können, ist die Ausgangsspannung fast gleich der Eingangsspannung, sodass diese Schaltung keine Begrenzung/Schutz bietet.
Natürlich gibt es einen Unterschied zu einer realen Schaltung: Sie haben es versäumt, einen Innenwiderstand für die Stromquelle anzugeben.
Dies ist sinnvoll, wenn die Last einen Strom zieht, der keinen relevanten Spannungsabfall über diesem Innenwiderstand verursacht, dh wenn der äquivalente Widerstand der Last (einschließlich Zener + R1) viel höher als Ri ist.
Wenn dies nicht der Fall ist, werden Sie eine begrenzte Wirkung sehen, die jedoch nicht wirklich den Namen Überspannungsschutz verdient.
Dies kann auch simuliert werden, indem eine .STEP
Anweisung hinzugefügt wird, um zu sehen, was passiert, wenn sich der Innenwiderstand Ri ändert.
Jede Spannung von mehr als 18 Volt kann durch den Zener in entgegengesetzter Richtung direkt zur Erde fließen.
Ähm ... nein.
Der Zener leitet nicht direkt zu GND. Es gibt einen 100-Ohm-Widerstand in Reihe mit ihm zu GND. Jede Spannung größer als Vz erscheint über R1, und die Ausgangsspannung (M1-Quelle) wird nicht beeinflusst. Abhängig von der Ausgangsspannung, der Stromkapazität der Eingangsspannung und der R1-Nennleistung kann der Widerstand ausfallen.
Forellenhund