P-Kanal MOSFET

Akku von der Schaltung trennen

Dieses Beispiel zeigt eine Schaltung, welche einen Akku (in diesem Fall 4xLiFEPO4 Zellen) vom Rest der Schaltung trennt.

Ein Signal, welches z.B. von einem OP als Komparator mit 0V oder 12V an das Gate des N-Kanal MOSFET M2 ankommt steuert den MOSFET durch oder sperrt ihn.
Ist der N-Kanal MOSFET M2 durchgeschalten, zieht er das Gate des P-Kanal MOSFET M1 auf Masse und der P-Kanal MOSFET schaltet durch.

N-Kanal MOSFET

Das Problem bei dieser Schaltung ist der Einschaltzeitpunkt. Wird die Schaltung mit Strom versorgt, sperrt der P-Kanal MOSFET.
Dadurch kann die nachfolgende Schaltung, welche das Gate des N-Kanal MOSFET ansteuern soll gar nicht versorgt werden.
Der P-Kanal MOSFET blockiert, da sein Gate zum Einschaltzeitpunkt nicht auf Massepotential liegt.

Source- und Gateanschluss MOSFET

Ein P-Kanal MOSFET benötigt zwischen seinem Source- und Gateanschluss eine Spannung von -4V bis -10V (je nach Typ) um durchzuschalten.
Das heißt die Spannung am Gateanschluss muss um mindestens 4V kleiner (negativer) sein als am Source-Anschluss.

Jetzt geht es darum, den P-Kanal MOSFET zum Zeitpunkt der Stromversorgung für ein paar ms mit seinem Gateanschluss auf Masse zu ziehen. Diese Aufgabe erledigt die Kombination der beiden Transistoren Q1 und Q2 mit der Beschaltung von R1, C1 und R2. C2 dient zur Unterdrückung von Störungen und ist nicht zwingend erforderlich.

Über R1 lädt sich C1 auf und die Spannung an der Basis von Q1 steigt linear an. Zu diesem Zeitpunkt sperrt Q1 und Q2 ist über R2 voll durchgeschalten und zieht dadurch den Punkt X (das Gate des P-Kanal MOSFET) auf Masse. Der P-Kanal MOSFET steuert durch und die gesamte Schaltung wird erstmalig solange versorgt, bis das +12V-Signal am Gate des N-Kanal MOSFET ankommt. Ab jetzt steuert der N-Kanal MOSFET den P-Kanal MOSFET.

In der Zwischenzeit ist die Spannung an C1 soweit gestiegen, dass Q1 (ab ca. 0,6V) durchgeschalten hat und damit die Basis von Q2 auf Masse liegt. Q2 sperrt und der Punkt X liegt am Kollektor (open collector Schaltung).

Akkutrennschaltung mosfet