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MOSFET en protección de polaridad inversa

Tengo un circuito de protección de polaridad inversa para la fuente de alimentación:

Reverse polarity protection circuit

El MOSFET utilizado tiene un V GS de 10 V, por eso hay un diodo Zener de 7,5 V.

¿Pero qué pasa si conecto, digamos, 12 V? No entiendo muy bien cómo funciona este diodo Zener.

  • Comenzará a conducir a partir de 7,5 V.
  • Así que a partir de 12 V "conducirá 4,5 V" a la puerta.
  • Por lo tanto, la tensión en la puerta con respecto a la tierra será de +4,5 V.
  • Pero la tensión en la puerta respecto a la fuente (V GS ) será de -7,5 V (4,5 V - 12 V).
  • Este MOSFET necesita alrededor de -2 V para empezar a conducir. Recibe -7,5 V, ¿es por eso que funciona?

¿Estoy en lo cierto? ¿Lo he entendido bien?

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Spehro Pefhany Puntos 90994

Si de repente conectas +12 a la entrada, la fuente subirá inmediatamente a +11,3 más o menos debido al diodo de cuerpo que conduce.

La puerta se cargará hacia -11,3V con respecto a la fuente a través de R? Cuando la puerta alcanza el voltaje umbral, el canal del MOSFET comienza a conducir, y cuando el voltaje puerta-fuente alcanza unos pocos voltios, el canal del MOSFET conduce casi toda la corriente, el voltaje de salida se acerca a +12V. Continúa cargando hasta que alcanza unos -7,5V, momento en el que el diodo Zener comienza a desviar una cantidad significativa de corriente de la puerta.

En estado estacionario con 12V en la puerta se encuentra a -7,5V con respecto a la fuente, y el MOSFET felizmente conduce en la dirección inversa a la normal.

Edición: Con respecto a la protección de la puerta Zener me gustaría injertar un comentario a continuación en esta respuesta

Podrías sustituir el zener+resistencia por una conexión directa si estás seguro de que no hay transitorios. O con una resistencia si la puerta ya está protegida internamente de forma adecuada. O un divisor en condiciones similares. Hay una vulnerabilidad siempre que se utiliza una resistencia en el caso patológico en el que la alimentación se invierte repentinamente (o, menos patológicamente, se conecta a la CA) porque la carga de la puerta del MOSFET puede no tener suficiente tiempo para purgarse y el circuito de abajo recibirá un pulso desagradable en la polaridad inversa.

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Ese es el análisis del circuito. Pero la razón creo que es que la tensión fuente-puerta no debe pasar de un determinado valor (de lo contrario el transistor se dañaría); el Zener asegura que 7,5V es la máxima diferencia de Vgs, mientras que "R?" hace que la tensión de puerta sea lo más baja posible (que es <7,5V). Podrías sustituir el zener por una simple resistencia en su lugar si tu rango de tensión/presupuesto te lo permite, dependiendo de las características del FET.

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Pregunta al margen: ¿se puede utilizar este circuito en lugar del diodo Schottky cuando se conectan varias fuentes de alimentación en una sola?

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@GuillermoPrandi Sí, ese es el propósito del Zener. Podrías sustituir el zener+resistencia por una conexión directa si estás seguro de que no hay transitorios. O con una resistencia si la puerta ya está protegida internamente de forma adecuada. O un divisor en condiciones similares. Hay una vulnerabilidad siempre que se utilice una resistencia en el caso patológico en que la alimentación sea de repente invertido (o, menos patológicamente, conectado a la CA) porque la carga de la puerta del MOSFET puede no tener suficiente tiempo para sangrar y el circuito de abajo obtendrá un pulso desagradable en la polaridad inversa.

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Chris Law Puntos 36

Bueno - cuando se conecta en sentido inverso, todavía tendría la corriente de fuga inversa que fluye el diodo del cuerpo del Mosfet - esperemos que sea muy pequeña. Alguien sugirió que la corriente inversa (a 24 v) a través de un SS34 o algo similar Shottky podría ser 12mA - reconociendo que esperaban leer el gráfico correctamente - sospecho un error aquí, como a 25 grados C para un SS14 (1A, 40v) el gráfico (logarítmico) sugiere más cerca de 0,05 mA a 24v - 12 mA parece masivo. Aumenta a medida que aumenta la temperatura.

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