Schaltung für Verpolungs- und Überspannungsschutz nicht verstanden

[Peter M. (r2d3)]

Hallo zusammen,

leider fällt bei mir der Groschen nicht!

Ich beziehe mich auf die Schaltung von Gerd in
Beitrag "Verpolungs- und Überspannungsschutz mit P-MOSFET"

Die Schaltung habe ich als Bild angefügt.

Orientiert man sich an den Ziffern der USB-Buchse (J2) ergibt sich für 
die Speisung an J1 die Zuordnung: Leiter 1 ist positiv, Leiter 3 ist 
Masse.

Was ich noch verstehe, das Q1A und R5 einen Verpolungsschutz bilden, wie 
z.B. abgebildet bei
http://www.lothar-miller.de/s9y/

D3 und D1 ist klar.
Mit R6 und R8 wird die "Zenerspannung" vom TL 431B eingestellt, R7 ist 
nur für die Hysterese da, könnte also weggelassen werden.

Ich verstehe aber nicht, wieso Q1B scheinbar verpolt verbaut worden ist.
Wenn Q2 durchschaltet, dann sind die Gates von Q1 fast auf 
Plus-Potential.

Mir ist nicht klar ob Q2 nur ein Steuerelement ist oder Bestandteil 
eines Regelkreises.

[Kevin M. (arduinolover)]

Die FETs sind back to back angeordnet, um den Stromfluss in beide 
Richtungen blockieren zu können. Ein FET alleine kann nur in eine 
Richtung sperren, da in die andere immer die Body Diode leitet.

[Gerd E. (robberknight)]

Hmm, mein Schaltplan von damals ist hässlich, das würde ich heute besser 
machen. Die Schaltung selbst hat sich aber bewährt.

Peter M. schrieb:
> R7 ist
> nur für die Hysterese da, könnte also weggelassen werden.

Ohne Hysterese geht es bei dieser Schaltung nicht sauber. Bei der 
"richtigen" Spannung, oder sehr langsam steigender Spannung, wären die 
FETs sonst im Linearbetrieb und würden in Gefahr geraten durchzubrennen.

> Ich verstehe aber nicht, wieso Q1B scheinbar verpolt verbaut worden ist.

Kevin hat Recht: Back-to-Back verschaltet. Du musst in die eine Richtung 
fließenden Strom schalten können für Verpolungsschutz und in die andere 
Richtung für Überspannung.

> Mir ist nicht klar ob Q2 nur ein Steuerelement ist oder Bestandteil
> eines Regelkreises.

Q2 ist um den Ausgang vom TL431 zu invertieren und für das Einrasten der 
Hysterese zu verstärken.

[Peter M. (r2d3)]

Hallo Kevin, hallo Gerd,

danke für Eure Hilfestellung!
Ich muss den Plan selber noch mal in LT-Spice simulieren und verstehen, 
damit ich den auf n-Kanal-Mosfets umbauen kann.

Wenn noch etwas ist, melde ich mich.

[Gerd E. (robberknight)]

Peter M. schrieb:
> Ich muss den Plan selber noch mal in LT-Spice simulieren und verstehen,

Ja, das ist auf jeden Fall eine gute Idee.

> damit ich den auf n-Kanal-Mosfets umbauen kann.

Also dann Low-Side?

Das wollte ich nicht, da Du oft eine Masse hast, die mit PE oder der 
Masse von anderen Geräten verbunden ist. Bei Low-Side hast Du dann 
keinen Schutz, da der Strom dann einfach über die andere Masseverbindung 
"abhaut" anstatt sich von Deinen Low-Side-FETs abschalten zu lassen.

High-Side mit n-FETs wird meiner Meinung nach deutlich komplizierter, da 
Du dafür eine Hilfsspannung zur Ansteuerung des Gates brauchst. Die 
musst Du aber vermutlich auch in den Schutz mit einbeziehen.