Guten Tag! Bei meinem aktuellen Projekt benutze ich einen in system Akku, den ich bei Bedarf gerne vom System trennen möchte. Die Idee war, den negativen Pol des Akkus mit Hilfe eines n-channel Mosfets, dessen Gate ich mit Hilfe eines uC steuere, vom Ground zu trennen (s. Anhang). Leider habe ich dabei die body Diode komplett missachtet so dass auch bei "ausgeschaltetem" Mosfet der Strom durch die Diode fließen kann. Die Platinen bereits hergestellt, so dass ich eine möglichst simple Lösung suche, das Problem zu korrigieren. Meine Ideen bisher sind folgende: (a) gibt es vielleicht FETs die ähnlich schalten wie MOSFETs, allerdings keine body diode haben? Meine Suche bisher hat leider nur ergeben dass es power JFETs geben soll welche ich allerdings nicht finden kann. (b) man könnte Drain und Source vertauschen, allerdings wird die Ansteuerung des Gates dadurch deutlich schwieriger, da dieser entweder hoch oder hochohmig geschaltet werden müsste... (c) ??? Grüße
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> Leider habe ich dabei die body Diode komplett missachtet so dass auch bei > "ausgeschaltetem" Mosfet der Strom durch die Diode fließen kann. [..] > (b) man könnte Drain und Source vertauschen, ..wenn die Body-Diode leitet, dann hast Du den Punkt b schon erfüllt. (vulgo: du hast den Mosfet flacsh rum eingebaut.) HTH
g457 schrieb: >> Leider habe ich dabei die body Diode komplett missachtet so dass auch bei >> "ausgeschaltetem" Mosfet der Strom durch die Diode fließen kann. > [..] >> (b) man könnte Drain und Source vertauschen, > > ..wenn die Body-Diode leitet, dann hast Du den Punkt b schon erfüllt. > (vulgo: du hast den Mosfet flacsh rum eingebaut.) > > HTH Das würde stimmen wenn der MOSFET an der load-seite angeschlossen wäre. Da er aber an der Akku-Seite angeschlossen ist, ist die Stromrichtung entgegengesetzt.
>> ..wenn die Body-Diode leitet, dann hast Du den Punkt b schon erfüllt. >> (vulgo: du hast den Mosfet flacsh rum eingebaut.) > Das würde stimmen wenn der MOSFET an der load-seite angeschlossen wäre. > Da er aber an der Akku-Seite angeschlossen ist, ist die Stromrichtung > entgegengesetzt. Nö, Richtung bleibt Richtung. Und ein Mosfet ändert sein Verhalten nicht nur weil er vor oder hinter der Last hängt. Und auch die Body-Diode ändert ihre Richtung nicht in Abhängigkeit von der Beschaltung. Wenn die Body-Diode in der eigentlich-soll-der-FET-jetzt-sperren-Richtung leitet, dann hat jemand den FET schlicht umgedreht.
Rosi die trockene Traube schrieb: > (a) gibt es vielleicht FETs die ähnlich schalten wie MOSFETs, allerdings > keine body diode haben? Meine Suche bisher hat leider nur ergeben dass > es power JFETs geben soll welche ich allerdings nicht finden kann. http://semisouth.com/wp-content/uploads/2011/05/DS_SJEP120R100_rev2.1.pdf
Kann es sein dass es garnicht um die Bodydiode geht, sondern ein unpassender Fet genommen wurde? Es gibt doch selbstleitende und selbstsperrende Fet's. Da hier weder Typ noch Name, Bezeichnung vom FET angegeben wurde, kann nichts weiteres dazu gesagt werden.
g457 schrieb: >>> ..wenn die Body-Diode leitet, dann hast Du den Punkt b schon erfüllt. >>> (vulgo: du hast den Mosfet flacsh rum eingebaut.) > >> Das würde stimmen wenn der MOSFET an der load-seite angeschlossen wäre. >> Da er aber an der Akku-Seite angeschlossen ist, ist die Stromrichtung >> entgegengesetzt. > > Nö, Richtung bleibt Richtung. Und ein Mosfet ändert sein Verhalten nicht > nur weil er vor oder hinter der Last hängt. Und auch die Body-Diode > ändert ihre Richtung nicht in Abhängigkeit von der Beschaltung. > > Wenn die Body-Diode in der > eigentlich-soll-der-FET-jetzt-sperren-Richtung leitet, dann hat jemand > den FET schlicht umgedreht. Leider nein... In der oben gezeigten Schaltung fließt der Strom im Uhrzeigersinn, d.h. von Source zu Drain. Das geht immer aufgrund der Body Diode. Befände sich der MOSFET "unter der Last", würde der Strom von Drain zu Source fließen, was nur bei eingeschaltetem MOSFET funktioniert.
hinz schrieb: > Rosi die trockene Traube schrieb: >> (a) gibt es vielleicht FETs die ähnlich schalten wie MOSFETs, allerdings >> keine body diode haben? Meine Suche bisher hat leider nur ergeben dass >> es power JFETs geben soll welche ich allerdings nicht finden kann. > > http://semisouth.com/wp-content/uploads/2011/05/DS... Danke, leider ist dieser JFET sehr groß und teuer. Ich hätte direkt die Anwendung spezifizieren sollen: ca. 1A max Strom und am liebsten SOT-23 package. Kosten sollten eigentlich nicht mehr als 1-2€ sein...
ich da schrieb: > Kann es sein dass es garnicht um die Bodydiode geht, sondern ein > unpassender Fet genommen wurde? > > Es gibt doch selbstleitende und selbstsperrende Fet's. > Da hier weder Typ noch Name, Bezeichnung vom FET angegeben wurde, kann > nichts weiteres dazu gesagt werden. Ich bin mir 99% sicher dass die Bodydiode das Problem ist, s. Oben. Zur Zeit benutze ich folgenden MOSFET http://nl.farnell.com/fairchild-semiconductor/fdn337n/mosfet-n-sot-23/dp/9845356?Ntt=9845356
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>> Wenn die Body-Diode in der >> eigentlich-soll-der-FET-jetzt-sperren-Richtung leitet, dann hat jemand >> den FET schlicht umgedreht. > Leider nein... Leider doch. Ich habs Dir mal mit einem selbstsperrenden N-Kanal Mosfet hingepinselt wies sein muss (bzw. kann - kannst auch P-Kanal nehmen oder selbstleitend oder-was-auch-immer, geht ja nur ums Prinzip). Auch hier fliest der Strom (technisch) im UZS - und die Body-Diode (dazugepinselt) sperrt (natürlich) wenn der MOSFET sperren soll. Wenn Die Body-Diode (hier) leitet, dann ist der Mosfet falsch rum. HTH
Rosi die trockene Traube schrieb: > Die Platinen bereits hergestellt ...und somit ein Fall für die Mülltonne. Vielleicht kannst du nochwas retten, indem du den Akku mit seinem Minuspol direkt auf Masse legst und per Drahtverhau einen P-Kanal Fet in die Plusleitung schleifst, den du dann mit deinem jetzt freien Drain ansteuerst. Nen hochohmigen Hochzieher nicht vergessen. Oder du setzt in die Plusleitung ein möglichst stromsparendes Relais. W.S.
Rosi die trockene Traube schrieb: > Ich hätte direkt die > Anwendung spezifizieren sollen: ca. 1A max Strom und am liebsten SOT-23 > package. Kosten sollten eigentlich nicht mehr als 1-2€ sein... Nicht ganz so klein, und auch nicht ganz so billig: http://www.panasonic-electric-works.com/catalogues/downloads/photomos/ds_x615_en_aqy212gs.pdf
W.S. schrieb: > P-Kanal Fet in die Plusleitung Der hat auch eine Bodydiode in der falschen Richtung.
g457 schrieb: >>> Wenn die Body-Diode in der >>> eigentlich-soll-der-FET-jetzt-sperren-Richtung leitet, dann hat jemand >>> den FET schlicht umgedreht. > >> Leider nein... > > Leider doch. Ich habs Dir mal mit einem selbstsperrenden N-Kanal Mosfet > hingepinselt wies sein muss (bzw. kann - kannst auch P-Kanal nehmen oder > selbstleitend oder-was-auch-immer, geht ja nur ums Prinzip). Auch hier > fliest der Strom (technisch) im UZS - und die Body-Diode (dazugepinselt) > sperrt (natürlich) wenn der MOSFET sperren soll. Wenn Die Body-Diode > (hier) leitet, dann ist der Mosfet falsch rum. > > HTH Ok, jetzt verstehe ich wie deine Aussage gemeint war. Source und Drain zu vertauschen war auch meine erste Idee, leider braucht man dann eine aufwändige(re) driver Schaltung um Ugs zu definieren (s. c)) W.S. schrieb: > Rosi die trockene Traube schrieb: >> Die Platinen bereits hergestellt > > ...und somit ein Fall für die Mülltonne. Vielleicht kannst du nochwas > retten, indem du den Akku mit seinem Minuspol direkt auf Masse legst und > per Drahtverhau einen P-Kanal Fet in die Plusleitung schleifst, den du > dann mit deinem jetzt freien Drain ansteuerst. Nen hochohmigen > Hochzieher nicht vergessen. Oder du setzt in die Plusleitung ein > möglichst stromsparendes Relais. > > W.S. Da es sich um einen Prototypen handelt ist ein wenig Frickelei kein Problem ;) Sollte die ganze "Akku-Trenn-Schaltung" nicht funktionieren ist das auch kein Todesurteil, ich kann mir allerdings nicht vorstellen dass sich das Problem nicht leicht beheben ließe, komm aber einfach nicht auf eine vernünftige Lösung...
> Ok, jetzt verstehe ich wie deine Aussage gemeint war. Source und Drain > zu vertauschen war auch meine erste Idee [..] Die Body-Diode leitet in Deinem Aufbau - du HAST SOURCE UND DRAIN BEREITS VERTAUSCHT! > [..] leider braucht man dann eine aufwändige(re) driver Schaltung um Ugs > zu definieren (s. c)) Die Ansteuerung ist fürderhin ebenfalls primitiv: zieh das Gate auf Batt-Minus und der Fet sperrt (hinreichend), ziehs Richtung Batt-Plus und der Fet leitet. Feddisch. HTH, nix für ungut und EOD
g457 schrieb: >> Ok, jetzt verstehe ich wie deine Aussage gemeint war. Source und Drain >> zu vertauschen war auch meine erste Idee [..] > > Die Body-Diode leitet in Deinem Aufbau - du HAST SOURCE UND DRAIN > BEREITS VERTAUSCHT! > >> [..] leider braucht man dann eine aufwändige(re) driver Schaltung um Ugs >> zu definieren (s. c)) > > Die Ansteuerung ist fürderhin ebenfalls primitiv: zieh das Gate auf > Batt-Minus und der Fet sperrt (hinreichend), ziehs Richtung Batt-Plus > und der Fet leitet. Feddisch. > > HTH, nix für ungut und EOD Ok, jetzt wird es philosophisch. Die Schaltung oben ist so aufgebaut wie ich es mir zunächst gedacht hatte. Das funktioniert nicht. Ich sage es liegt an der Body Diode, du sagst es liegt daran, dass der Transistor vertauscht ist. Mit Vertauschen meine ich daher die Schaltung oben, allerdings mit umgekehrtem Transistor (also im Prinzip deine Schaltung), du bezeichnest die Ausgangsschaltung als vertauscht. Tatsache ist, dass durch einfaches Vertauschen (meine Definition), das Problem nicht gelöst ist, da Ugs nicht mehr gesteuert werden kann. Du sagst, dies wäre einfach machbar indem man Gate entweder Richtung Bat- Oder Bat+ zieht (alternativ wäre Bat+ hochohmig möglich). Hierfür fällt mir allerdings keine primitive Lösung ein, wenn dir wohl dann wäre ich daran sehr interessiert! Grüße
</EOD> ..kommt auf die Rahmenbedingungen an, insbesonderen Spannung und Anforderung an die Schaltgeschwindigkeit. Und 'von wo aus' Du schalten möchtest. Wenn die Steuerung da sitzt wo ichs reinskizziert hab dann eine ganz normale(tm) Ansteuerung 'wie immer' - Taster, Schalter, 0815-µC-Ausgang/TTL, Mosfet-Treiber, .. Da das so nicht (so einfach(tm)) möglich zu sein scheint sitzt Dein Steuerelement vermutlich irgendwo(tm) bei R_LOAD rum (ohne Verbindung zu Batt-Minus, d.h. mit einer eigenen(!) Energieversorgung). Es braucht also einen Pegelwanlder in der einen oder anderen Art in Richtung Batt-Minus. Einfachste(tm) Lösung: einfach(tm) ein Pull-Down ans Gate (Richtung Batt-Minus) und einen Optokoppler Richtung Batt-Plus. Getrieben wird selbiger von irgendwo aus R_LOAD bzw. einem Teil der auch dann läuft wenn der Mosfet sperrt. Wenns schneller sein soll dann ein normaler(tm) Mosfet-Treiber, und jener wird per Pegelwandler getrieben. Was es also ∗mehr∗ braucht: ggf. einen Pegelwandler. Der Rest ist aufgrund der unveränderten Anforderungen an das Schaltgeschehen eh schon da (Taster/Schalter/Mosfettreiber/..) und kann mit ggf. angepasster Beschaltung unmittelbar weiter genutzt werden. Also kein großer Aufwand. HTH und HF <EOD>
Rosi die trockene Traube schrieb: > leider braucht man dann eine > aufwändige(re) driver Schaltung um Ugs zu definieren (s. c)) Nein, es ist genau deine Schaltung vom Eröffnungspost. Du musst gegenüber dem gezeichneten GND 3.3V oder mehr (Logic-Level-Fet) anlegen, um einzuschalten und 0V um auszuschalten. Und, Source und Drain richtig anschließen - Source an GND. GND ist da, wo du dein GND-Symbol gezeichnet hast :-) Es kann auch was ganz anderes sein. Wie wäre es, mal aufzuzeichenen, wie deine Ansteuerschaltung aussieht und welche Quelle und welches Bezugspotential sie verwendet.
HildeK schrieb: > Rosi die trockene Traube schrieb: >> leider braucht man dann eine >> aufwändige(re) driver Schaltung um Ugs zu definieren (s. c)) > > Nein, es ist genau deine Schaltung vom Eröffnungspost. > Du musst gegenüber dem gezeichneten GND 3.3V oder mehr (Logic-Level-Fet) > anlegen, um einzuschalten und 0V um auszuschalten. Und, Source und Drain > richtig anschließen - Source an GND. GND ist da, wo du dein GND-Symbol > gezeichnet hast :-) So war es gedacht, das funktioniert aber nicht aufgrund der Body Diode. g457 schrieb: > </EOD> > ..kommt auf die Rahmenbedingungen an, insbesonderen Spannung und > Anforderung an die Schaltgeschwindigkeit. Und 'von wo aus' Du schalten > möchtest. > > Wenn die Steuerung da sitzt wo ichs reinskizziert hab dann eine ganz > normale(tm) Ansteuerung 'wie immer' - Taster, Schalter, > 0815-µC-Ausgang/TTL, Mosfet-Treiber, .. > > Da das so nicht (so einfach(tm)) möglich zu sein scheint sitzt Dein > Steuerelement vermutlich irgendwo(tm) bei R_LOAD rum (ohne Verbindung zu > Batt-Minus, d.h. mit einer eigenen(!) Energieversorgung). Es braucht > also einen Pegelwanlder in der einen oder anderen Art in Richtung > Batt-Minus. > Einfachste(tm) Lösung: einfach(tm) ein Pull-Down ans Gate (Richtung > Batt-Minus) und einen Optokoppler Richtung Batt-Plus. Getrieben wird > selbiger von irgendwo aus R_LOAD bzw. einem Teil der auch dann läuft > wenn der Mosfet sperrt. > Wenns schneller sein soll dann ein normaler(tm) Mosfet-Treiber, und > jener wird per Pegelwandler getrieben. > > Was es also ∗mehr∗ braucht: ggf. einen Pegelwandler. Der Rest ist > aufgrund der unveränderten Anforderungen an das Schaltgeschehen eh schon > da (Taster/Schalter/Mosfettreiber/..) und kann mit ggf. angepasster > Beschaltung unmittelbar weiter genutzt werden. Also kein großer Aufwand. > > HTH und HF > <EOD> Mein Steuerelement ist ein uC der durch die Batterie versorgt, hat also Kontakt mit Bat+ und GND. Gate nach GND ziehen funktioniert nicht, sodass direktes anschließen an einen i/o Pin keinen Sinn macht. Dein Tipp mit Pull-down und Optokoppler sollte funktionieren und ich denke dass das auch die einfachste Lösung ist, danke! Wie funktioniert das mit dem Pegelwandeln? Wenn ich mich recht entsinne haben analoge Schalter intern Ladungspumpen zum Pegelwandeln oder irre ich mich da? Geht das auch einfacher? Hintergrund: der uC soll die Batterie trennen können (und sich somit selber ausschalten). Das dient einerseits dem Ausschalten des Geräts, andererseits als Unterspannungsschutz für den Akku. Über einen Schalter kann man den Transistor überbrücken und das Gerät somit wieder einschalten.
Rosi die trockene Traube schrieb: > Hintergrund: der uC soll die Batterie trennen können (und sich somit > selber ausschalten). Und warum keine P-Kanal MOSFET und + schalten? Dann hat alles einen gemeinsamen GND und die Welt ist wieder übersichtlich... Ich "sehe" gerade: dann braucht Du allerdings noch einen 2. Transistor, der den FET ansteuert. Gruß Dietrich
Du könntest einen P-Fet nehmen und mit einer negativen Spannung einschalten. Die negative Spannung könnte durch Gleichrichtung eines Taktes (ein paar Hz reichen) erzeugt werden. Stopt der Takt, schaltet sich das Ganze ab.
Rosi die trockene Traube schrieb: > So war es gedacht, das funktioniert aber nicht aufgrund der Body Diode. Ja, du hast recht - ich war da nicht sofort auf dem richtigen Trip. Zwischenfrage: Muss die zu schaltende Last unbedingt mit dem GND des Steuerkreises verbunden sein? Wenn nicht, dann hätte ich ev. einen Vorschlag.
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Ich hab mal zwei Varianten gezeichnet - mit einem pMOS und einem nMOS. Das Zauberwort heißt bei beiden: Inversbetrieb! So sind die Body-Dioden in Sperrrichtung. Wenn nicht andere Dinge in deiner Anwendung dagegensprechen, dann ist es ja eigentlich egal, wo du die Masse definierst. Ich hab mal das negative Potential der Ansteuerschaltung gewählt. Ob mit den Lösungen die minimalen Änderungen an deiner Platine möglich sind, kann ich nicht beurteilen.
hinz schrieb: > Der hat auch eine Bodydiode in der falschen Richtung. Oh nein.. schon wieder einer! Naja, HIER WERDEN SIE GEHOLFEN... Also, für die ganz Denkfaulen: P.Kanal Fet in die Plusleitung. Source direkt an die Batterie, Drain an die Last. Gate über nen hochohmigen R an Source. Das sperrt. Nun Gate per opendrain auf dem Board gegen Masse. Das leitet dann. W.S.
W.S. schrieb: > P.Kanal Fet in die Plusleitung. Source > direkt an die Batterie, Drain an die Last. Dem widerspricht, dass der TO schon eine fertige Platine hat und eine Lösung mit möglichst wenig Änderungsaufwand sucht: Rosi die trockene Traube schrieb: > Die Platinen bereits hergestellt, so dass ich eine möglichst simple > Lösung suche, das Problem zu korrigieren.
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