Ik heb dit stuk geschreven voor mezelf. Zouden jullie even kunnen controleren of de werking die ik beschrijf goed is?
Eventuele opmerkingen en verbeteren zijn altijd welkom! Vooral bij voor- en nadelen wil ik een compleet overzicht als dat kan.
Simpele diode
Werking:
Bij het aanleggen van een negatieve spanning zal er geen stroom lopen, omdat de diode spert.
Voordelen:
*Goedkope oplossing
Nadelen:
*Spanningsverlies aan de ingang door de spanning over de diode.
Diode met zekering
Werking:
Als er een negatieve spanning wordt aangelegd gaat er een stroom lopen door de diode en de zekering. Vanwege de lage doorlaatspanning van de diode, ten opzichte van de voedingsspanning, loopt er een grote stroom door de zekering, waardoor de zekering eruit vliegt.
Voordelen:
*De beveiliging heeft nauwelijks invloed op de rest van de schakeling.
Nadelen:
*Bij gebruik van de beveiliging moet de zekering vervangen worden.
P-channel MOSFET
Werking:
Als de spanning juist is aangelegd zal de diode geleiden. Hierdoor wordt de spanning aan de gate negatiever ten opzichte van de drain. De MOSFET zal daardoor gaan geleiden wat resulteert in een minimale spanningsval over de MOSFET.
Op het moment dat er een negatieve spanning wordt aangelegd spert de MOSFET, want de spanning aan de gate positiever is geworden ten opzichte van de drain. De diode staat ook in sper waardoor er geen stroom kan lopen door de schakeling.
Voordelen:
*Laag spanningsverlies aan de ingang.
Nadelen:
?
Bronnen:
http://www.circuitsonline.net/forum/view/72162/1/
http://electronicdesign.com/Articles/ArticleID/9945/9945.html
http://www.circuitsonline.net/forum/view/24053/1/
Bij de laatste schakeling is het spanningsverlies nog steeds een nadeel. Wanneer je grote stromen hebt (bijvoorbeeld 40A bij 12V) zal er best veel vermogensverlies plaatsvinden, waardoor er ook koelingsproblemen ontstaan. de 2e oplossing lijkt me toch het best, omdat het de apparatuur beschermt in geval van nood en zekeringen zijn meestal vrij goedkoop.
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Ik gebruik ook meestal schakeling 2. (Wel met een multifuse voor het gemak...)
schakeling 1 heeft idd een dissipatie.
nadeel is dat de diodes soms een beetje traag zijn: kan weleens vervelend zijn...
schakeling 2 met multifuse geld hetzelfde in ergere mate.
Waarom plaats je geen bruggelijkrichter: dan kun je neit verkeerd polen
das idd een fiet, maar je hebt geen last van trage diodes....
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Zoals ik toevallig net ook al zei in het domme fouten topic, gebruik ik zelf vaak een crowbar, bestaande uit een triac, zener en weerstand, met een zekering in serie met de voeding. Je hebt dan niet alleen een beveiliging tegen ompolen, maar ook tegen overspanning.
Jochem
If you want to succeed, double your failure rate.
En dan is het al bijna een leuk artikeltje voor op de site denk ik...
Bij de schakeling met de p mosfet, is een nadeel dat de voedingsspanning niet hoger mag zijn dan Ugs_max.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Dat kun je natuurlijk oplossen met een zener en een weerstandje, maar dat zijn alweer 2 extra onderdelen.
Overigens kun je dat hele ding natuurlijk ook met een N-channel MOSFET maken in de ground lijn, maar aangezien de ground lijnen van schakelingen die onderling moeten communiceren vaak met elkaar verbonden worden, is dat in veel gevallen niet handig.
Het lijkt me een heel goed idee om hier een artikeltje van te maken.
Ik heb al meer dan eens rookwolken van een paar honderd euro gezien omdat die [censuur] bij Siemens en Beckhoff te lam zijn om dergelijke zaken te beveiligen.
Ach, is het wel goed voor de verkoop, natuurlijk...
De schakeling met de P-mosfet gaat zo niet werken, kijk eens hoe de Backward-diode in de P-mosfet zit, en bedenk wat deze gaat doen als je de voeding verkeerdom aansluit.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Eh, de body diode in die P-channel MOSFET zit toch met de kathode aan de source, dus in dezelfde richting als D1? Toch?
Op 24 juni 2009 14:54:13 schreef DC2PCC:
De schakeling met de P-mosfet gaat zo niet werken, kijk eens hoe de Backward-diode in de P-mosfet zit, en bedenk wat deze gaat doen als je de voeding verkeerdom aansluit.
Die staat toch goed? Als de polariteit veranderd dan spert de diode, waardoor er geen stroom gaat lopen. Of zie ik iets over het hoofd?
Overigens ben ik nu opzoek naar componenten voor de crowbar schakeling en de P-mosfet schakeling. Kunnen jullie me op weg helpen welke ik het beste kan gebruiken? Dit is voor schakelingen van 0 tot 15V ongeveer.
P-mosfet:
http://www.dickbest.nl/webshop/index.php?act=viewProd&productId=14…
Thyristor:
http://www.dickbest.nl/webshop/index.php?act=viewProd&productId=77…
Ik wil trouwens ook wel een artikel schrijven over simpele beveiligingen. Echter heb ik nu pas een jaartje ervaring, dus ik heb iemand nodig die met me meeleest en die me waarschijnlijk moet verbeteren op veel punten..
Tidak Ada
Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie.
Ooit aan een brug met shottkey dioden gedacht?
big bang
Niets is zo eerlijk verdeeld als verstand: iedereen denkt er genoeg van te bezitten
De MOSFET truuc wordt beschreven in devolgende application note: Hier
Daar kan je het hele artikel nog eens lezen en de voordelen. Het zijn de 2 figuurtjes rechts bovenaan.
- - big bang - -
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Dat lijken me allebei zeer slechte keuzes.
Die P-channel MOSFET heeft een Rdson van typisch 3.5 ohm, tot zelfs 5 ohm. Dat is echt veel te veel voor een dergelijke toepassing. Ik heb hier een aantal P-channel FETs liggen (FQP27P06) met een Rdson van 0.07 ohm, 60V/27A max. Dat is het soort onderdelen dat voor zo'n toepassing geschikt is, denk ik.
Die thyristor mag maar 0.8Arms hebben, en een piek van 8A. Als je een voeding hebt met een paar forse elco's, gaat er wel meer stroom lopen voordat de zekering klapt.
De thyristor in mijn grootste grijpklare crowbar heeft een peak current rating van 800A (BTW24-600). Andere bruikbare types die ik zo op voorraad heb liggen zijn de BT151 (piek 100A) en de BT137 (piek 65A). De laatste is een triac, zodat deze beveiliging werkt tegen overspanning en verkeerde polariteit.
@Tidak Ada: daar heb ik ook wel eens aan zitten denken, maar ik heb nog nooit een complete brug gezien met
Schottky diodes. Waarom niet? De lekstroom lijkt me in de meeste gevallen niet zo boeiend, en de lage sperspanning is vaak ook geen probleem. Ik heb genoeg brugcellen liggen die niet meer dan 200V mogen hebben, en dat is met Schottky diodes ook nog wel te halen, geloof ik.
EDIT als het geen bezwaar is dat de ground onderbroken wordt in plaats van de +, kun je natuurlijk ook een N-channel FET gebruiken. Die zijn veel gemakkelijker te vinden met een lage Rdson, en hoge maximale stroom en spanning ratings.
Tidak Ada
Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie.
@SparkeyGSX
Er bestaan in ieder geval halve Shottkey bruggen.
Zowel commn cathode als common anode. Daar moet iets mee te doen zijn. Het is iig gemakkelijker te koelen door ze op twee van elkaar geïsoleerde koelblokken te monteren.
Wat is het voordeel van shottkey brug, ten opzichte van de rest van de mogelijkheden?
@SparkyGSX
Bedankt voor je duidelijke uitleg. Ik heb zelf nog nooit gewerkt met FETs of thyristors. Deze vakantie ga ik Art of Electronics doorwerken, inclusief de practica die erin staan.
Bij het kiezen van de juiste MOSFET moet er rekening gehouden worden met een aantal dingen. De Rdson moet zo laag mogelijk zijn, dit is om de spanningsval over de MOSFET zo laag mogelijk te houden.
Daarnaast moet er rekening gehouden worden Ugs. Maar hoe dat precies in elkaar steekt moet ik nog leren.
Edit:
Bij Dickbest is deze wel geschikt:
http://www.dickbest.nl/webshop/index.php?act=viewProd&productId=12…
Wel een stuk duurder. Maarja, ongeluk zit in een klein hoekje he..
[Bericht gewijzigd door UneXisted op (14%)]
Tidak Ada
Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie.
Shottkey dioden hebben een doorlat spanning van 0.3 V tov 0.7-1.0 V voor een silicium diode.
/edit:
Halve Shottkey bruggen worden o.a. gebruikt als accuscheider in campers en boten. (scheiding start- en woonaccu)
[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op (41%)]
big bang
Niets is zo eerlijk verdeeld als verstand: iedereen denkt er genoeg van te bezitten
Op 29 juni 2009 22:09:23 schreef SparkyGSX:
@Tidak Ada: daar heb ik ook wel eens aan zitten denken, maar ik heb nog nooit een complete brug gezien met
Schottky diodes. Waarom niet? De lekstroom lijkt me in de meeste gevallen niet zo boeiend, en de lage sperspanning is vaak ook geen probleem. Ik heb genoeg brugcellen liggen die niet meer dan 200V mogen hebben, en dat is met Schottky diodes ook nog wel te halen, geloof ik.
Ze bestaan wel hoor. Ik ben daar op het werk eens achter gekomen toen ik nietsvermoedend een kapotte brugcel van een print zwierde en er een andere op plantte. Maar met een thermische scan (doen we soms bij printreparatie) warmde dat ding toch een stuk meer op.
Na wat opzoekwerk bleek de oorspronkelijke brug ontwikkeld voor een lage spanningsval over de dioden, een soort schottkeygeval dus.
- - big bang - -
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
De halve bruggen met common cathode heb ik al heel vaak gezien, aangezien die heel handig zijn bij schakelende voedingen en zo, als je een trafo gebruikt met een middenaftakking, waarbij je beide uiteinden naar de ground trekt met een N-channel FET. Dat type zie ik dus ook altijd in computervoedingen en zo.
Common anode types zullen ook wel bestaan, maar die kom je maar heel zelden tegen.
@UneXisted: die lijkt me al een stuk beter! Met een Rdson van 0.06 ohm heb je maar een kleine spanningsval, als je niet belachelijk veel stroom trekt.
Maar met zo'n beveiliging heb je wel een nieuw probleem: als de voedingsspanning langzaam stijgt, gaat die FET in rook op, omdat hij langzaam open gaat. Ook wanneer de voedingsspanning boven de Vgsmax komt, is het einde oefening met de FET.
Dit laatste probleem kun je oplossen met een weerstand en een zener, maar het eerste probleem is niet zo eenvoudig. Je zou een Schmitt-trigger kunnen maken met een paar transistors, en daarop via een spanningsdeler de voedingsspanning aanbieden, maar dan is de eenvoudig en elegantie ver te zoeken.
EDIT: denkfoutje, de FET staat met zijn drain aan de + van de voeding, niet met de source. Hierdoor kan de drain-source spanning nooit groter worden dan de spanningsval over de body diode, dus zo'n 0.3-0.5V, waardoor de FET ook niet al te veel energie zal gaan opstoken. Bij het ompolen kan die spanning natuurlijk wel verder oplopen (maar dan negatief), maar dat maakt niet uit aangezien de FET dan volledig spert.
even een vraagje waar jullie vast wel antwoord op hebben mbt de mosfet ompoolbeveiliging.
situatie: schema zoals schema 3 in de ts, gebruikte fet is klik
absoluut maximum stroom die kan gaan lopen (marges inbegrepen, zo hoog komt wordt de stroom niet eens) is 2A.
vandaag heb ik een test opstelling gemaakt, het werkte enige tijd goed, maar na een paar keer aansluiten, meten en stroom instellen met een zware regelbare weerstand, sprong de labvoeding in beveiliging, kortsluiting.
na even te meten bleek dit inderdaad te kloppen, tussen de gate en drain was een weerstand van nog geen 2 ohm ontstaan (ik heb de fet losgesoldeerd, ook hier was dezelfde lage weerstand meetbaar).
als ik zoek op internet naar een vergelijkbare beveiliging kom ik vaak een hoogohmige weerstand tussen de gate en de GND tegen, kan de fet gesneuveld zijn door het ontbreken van deze weerstand?
bij gebrek aan een 1n4148 heb ik een 1n4007 gebruikt
iemand een idee wat er verkeerd gegaan kan zijn? de voedingsspanning was 5V, deze is 100% zeker in orde (nagemeten), en de maximale stroom kan nooit boven de 3A komen (voeding regelt automatisch terug)
alvast bedankt
benleentje
Golden Member
De gate van een fet is een condensator en behoeft geen weerstand. Weerstand is enkel nodig als bv een µC de gate aanstuurt.Dit omdat de µC niet zoveel stroom aan kan als de gate nodig heeft.
MAW. Als je er direct spanning op zet schakelt hij het snelst. Als er een weerstand tussen zit duurt het volledig inschakelen langer omdat het langer duurt voordat de gate volledig geladen is.
ok, is dat ook uitgesloten.
zou het kunnen dat de fet kapot gegaan is door het gebruik van de verkeerde diode? een 4007 is natuurlijk minder snel dan een 4148...
bedankt voor de uitleg