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| − | {{Ausbauwunsch|Was Euch noch dazu einfällt}}
| + | #redirect [[Schutzschaltungen]] |
| − | Ein Verpolungsschutz wird in der Spannungsversorgung eines Verbrauchers (Gerätes) eingesetzt. Die Schutzschaltung verhindert entweder die falsche Polarität oder begrenzt den durch diese Verpolung entstehenden Schaden.
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| − | == Verpolungsschutz mit Dioden ==
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| − | * Variante 1: Eine Diode wird in Reihe mit der Versorgungsspannung geschaltet.
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| − | ** Funktion: Bei Verpolung sperrt die Diode. Der Verbraucher erhält keinen Strom.
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| − | ** Vorteil: Nur eine Diode nötig.
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| − | ** Nachteil: Verlustleistung, Spannungsabfall, Durchlaßstrom der Diode müssen beachtet werden.
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| − | * Variante 2: Eine Diode wird antiparallel zur Versorgungsspannung geschaltet. Zusätzlich eine Sicherung in der Zuleitung.
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| − | ** Funktion: Bei Verpolung schließt die Diode die Versorgungsspannung kurz. Die Sicherung spricht an und verhinder den echten Kurzschluss sowie das Durchbrennen der Diode.
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| − | ** Vorteil: Bei korrekter Polung hat die Schutzschaltung keinen Einfluß auf den Rest der Schaltung.
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| − | ** Nachteil: Bei Verwendung von normalen Sicherungen ist nach einer Verpolung ein Wechsel notwendig.
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| − | * Varinate 2b: wie Variante 2, nur statt einer normalen Diode wird eine unipolarer Überspannungsschutz (z.B. 1.5KE12A) benutzt.
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| − | ** Vorteil: bietet zusätzlichen Schutz vor zu hoher Spannung.
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| − | ** Nachteil: teurer als normale Diode
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| − | == Verpolungsschutz mit MOSFETs ==
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| − | [[Bild:VerpolungsschutzNFet.png|thumb|Verpolungsschutz mit N-MOSFET]] | + | |
| − | Für den Verpolungsschutz mit einem MOSFET wird der FET andersherum als sonst üblich benutzt, also beim N-Kanal FET mit Drain zur negativen Seite der Spannungsquelle. Anfangs fließt der Strom über die interne Diode im MOSFET. Wenn etwa 2-4 V erreicht sind leitet dann zusätzlich der eigentliche MOSFET. Für Spannungen die sicher unter etwa 20V (maximale Gate-Source Spannung) sind kann man auf die Diode, Zenerdiode und den Widerstand verzichten.
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| − | * Variante 1: n-Kanal-MOSFET in Reihe mit der negativen Spannungsversorgung (GND)
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| − | ** Vorteil: sehr geringer Spannungsabfall, Überspannung kann zur Quelle abgleitet werden
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| − | ** Nachteile: Mindestspannung ca. 4 V, mit Logic-Level Fets ca. 2 V, ein Elko in der Schaltung bietet keinen Schutz vor Spannungseinbrüchen auf der Batterieseite, Stromverbrauch bei Spannungen über etwa 20 V, oft teurer als Diode
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| − | * Variante 2: p-Kanal-MOSFET in Reihe mit der positiven Spannungsversorgung
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| − | ** Vorteil: wie Variante 1
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| − | ** Nachteile: wie Variante 1, Logic-Level Fets selten, oft teurer als N-MOSFET
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| − | == Verpolungsschutz mit anderen Bauteilen ==
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| − | * Variante 1: Vorgeschalteter Brückengleichrichter.
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| − | ** Funktion: siehe [[Gleichrichter]]
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| − | ** Vorteil: Es liegt immer die richtige Polarität am Verbraucher an, auch wenn beim Anschluss die Leitungen vertauscht werden.
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| − | ** Vorteil: Verträgt auch Wechselstrom als Speisequelle.
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| − | ** Nachteil: Spannungsabfall (ca. 1.4 V) und Verlustleistung am Brückengleichrichter
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| − | ** Nachteil: Schaltungsmasse (GND) ist um 0,7V Potentialverschoben zu der Versorgungsspannung.
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| − | * Variante 2: Relais schaltet mit Hilfe einer Diode die Versorgungsspannung zum Verbraucher.
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| − | ** Vorteil: Kaum Spannungsabfall an den Schaltkontakten.
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| − | ** Nachteile: Aufwendig. Zusätzliche Verlustleistung in der Relaisspule. Kein Schutz vor Pulsen mit falscher Polung.
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| − | * Variante 3: Ähnlich wie mit MOSFET, aber mit normalem Transistor
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| − | ** Vorteile: für Spannungen ab ca. 1 V möglich, kleiner Spannungsabfall (<100mV), ggf. auch als Strombegrenzung
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| − | ** Nachteile: Stromverbrauch (Basistrom), Schutz nur bis etwa 5V, ggf. etwas Leckstrom
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| − | == Links ==
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| − | [http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8203-D.PDF| Schutz mit MOSFETS (englisch)]
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| − | == Autor ==
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| − | --[[Benutzer:Williwilli|Williwilli]] 14:54, 11. Dez 2008 (CET)
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| − | [[Kategorie:Grundlagen]]
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| − | [[Kategorie:Elektronik]]
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| − | [[Kategorie:Praxis]]
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