In diesem kurzen Artikel möchte ich euch eine wirklich sehr einfache und vor allem sehr effiziente Methode zur Realisierung eines Verpolungsschutzes vorstellen. Dabei wird einfach ein P-Kanal MOSFET in die Versorgungsleitung, wie auf dem Schaltplan zu sehen ist, eingesetzt – das wars…

Der Schlüssel zum Verständniss der Funktionsweise liegt in der eingebauten Schutzdiode des FET. Nehmen wir den Fall an, dass jemand die Versorgungsspannung richtig herum an das Gerät anschließt:

  • Die Diode ist in Durchlassrichtung und wird leitend
  • Somit stellt sich am Source ein Potential ein
  • Das Potential des Gates liegt auf Masse
  • Somit ist das Potential am Gate niedriger als das am Source
  • Der P-Kanal MOSFET wird leitend
  • Jetzt wird die interne Diode gebrückt und rds(on) des FET ist wirksam

Da der Einschaltwiderstand (rds(on)) eines MOSFET ausgesprochen klein ist (milli Ohm Bereich), fällt am FET kaum Spannung ab. Wird hingegen die Versorgungsspannung falsch herum an das System angeschlossen, so kann kein Stromfluss zustande kommen: Sowohl die Diode als auch der Source-Drain Kanal des FET sperren. Ein denkbarer FET wäre der IRF 5305, welchen es bei Reichelt für 0,60€ gibt. Er hat einen rds(on) von gerade mal 60 mOhm bei -10V UGS.

Vorsicht bei großen Kapazitäten – Diese Art des Verpolungsschutz ist nicht geeignet, wenn auf der Lastseite große Kapazitäten liegen! Diese laden sich im Betrieb auf und lassen den FET auch bei abgezogener Spannungsversorgung noch für eine gewisse Zeit leitend. Wenn nun die Batterie etc. pp. falsch herum angeschlossen werden, dann können große Ströme fließen und Bauteile des Gerätes können Schaden davon tragen!

Mit einer Schottky Diode

Die denkbar einfachste Variante ist natürlich einfach eine Schottky-Diode in die Versorgungsleitung zu setzen. Hier fallen dann aber je nach Typ mehr Volt ab (siehe Diodenkennlinie) als bei der Methode mit einem P-Kanal-MOSFET. Bei der Auswahl der Schottky-Diode ist besonders auf die Sperrspannung zu achten! Diese sollte natürlich so groß sein wie möglich, damit die Diode nicht zerstört wird, wenn die Versorgungsspannung verkehrt herum angeschlossen wird.

Leave a Comment