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Verpolschutz über integrierten bidirektionalen Schalter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017220D
Original Publication Date: 2000-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 3 page(s) / 23K

Publishing Venue

Siemens

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Rainald Sander: AUTHOR

Abstract

Die Schutzkonzepte von elektronischen Schaltungen gegen Verpolung der Betriebsspannung beruhen auf der Verwendung von in Serie zum Lastzweig zu benutzenden Bauelementen oder dem Versuch, die gesamte Funktion von Lastschalter und Verpolschutzschalter in einem Element zu realisieren. Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele für integrierte bidirektionale Schalter vorgestellt. Fig. 1 und 2 zeigen sogenannte Highside- und Fig. 3 eine Lowside-Applikation.

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Bauelemente

Verpolschutz über integrierten bidirektionalen Schalter

Idee: Rainald Sander, München

Die Schutzkonzepte von elektronischen Schaltungen gegen Verpolung derBetriebsspannung beruhen auf der Verwendung von in Serie zum Lastzweig zu benutzendenBauelementen oder dem Versuch, die gesamte Funktion von Lastschalter undVerpolschutzschalter in einem Element zu realisieren.

Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele für integrierte bidirektionale Schaltervorgestellt. Fig. 1 und 2 zeigen sogenannte Highside- und Fig. 3 eine Lowside-Applikation.

Entscheidend ist in jedem Fall, eine bidirektionale Funktion ohne parasitäre Effekte zuerreichen, was durch geeignete Ansteuerung von Gate und Substrat der Leistungsschalter(M1) gelingt. In allen hier dargestellten Anwendungen ist die bidirektionale Funktion inzwei Schaltungsteile gegliedert, eine für die Steuerung des Substratpotentials und eine fürdie Steuerung des Gatepotentials.

Zur Steuerung des Gatepotentials ist im unverpolten Zustand eine Ansteuerung zuständig,die hier nicht weiter erläutert wird. Zenerdiode D3 begrenzt dabei die Gate SourceSpannung.

Im verpolten Zustand ist das Gatepotential auf das mit Drain gekennzeichnete Potential zuschalten, um den Schalter M1 in den gesperrten Zustand zu setzen. Zenerdiode D3‘ wirkt indiesem Fall als Schutzelement. Transistor T1 hat die Aufgabe, das Gate bei Verpolungumzuschalten, wobei Widerstand R2 den Strom durch Zenerdiode D3‘ begrenzt.Widerstand R1 verhindert ein Einschalten von T1 im unverpolten Zustand. Transistor T2dient der Ansteuerung von T1 im verpolten Zustand. Dieser Transistor T2 wird wiederumbei Verpolung über Widerstand R3 aktiviert. Die Steuerung des Substrats übernehmen dieMOS-Schalter...