Diseño de protección contra polarización inversa para panel solar

[Divass]

Hola buenas! Estoy diseñando un controlador solar y en la entrada, quería añadirle una protección contra polarización inversa. En mi esquema actual, la he puesto mediante un mosfet de canal P, un diodo zener conectado al source y al gate de dicho mosfet y con una resistencia. Adjunto foto:



La cuestión es que no estoy muy seguro si este mosfet y zener son válidos para este diseño o si habría algún otro tipo de opción mejor, ya sea con otros mosfet y zener u otro tipo de manera para realizar dicha protección. No sé si me podríais echar una mano...

A continuación, os pongo las especificaciones del panel solar y los criterios que he utilizado para la selección de dicho mosfet y zener:

+ESPECIFICACIONES DEL PANEL SOLAR: (el cual alimentará con 24V).
*Maximum Power: 100W (-0/+5W)
*Open Circuit Voltage (Voc) = 35.2V (+-3%)
*Shortcircuit Voltage (Isc) = 3.50A (+-3%)
*Maximum Power Voltage (Vmp) = 30.3V (+-3%)
*Maximum Power Current (Imp) = 3.31A (+-3%)


+CRITERIOS DE DISEÑO PARA EL MOSFET (Q1):
Referencia 1: DMP6050SFG-13
Referencia 2 (con la Id y Vds bastante más grandes pero que siguen cumpliendo con los siguientes criterios): BUK6Y55-80PX

1-Diseño de Mosfet con 20 - 30% de margen mínimo --> 25% seleccionado.
*Siendo valores comunes para paneles solares de 24V de Voc(max) ≈ 36 - 45V --> (Dato que he encontrado mirando un poco por internet).
VDS (VMOSFET) ≥ 1.25 × Voc(max)
VDS ≥ 1.25 × 45 --> VDS ≥ 56.25V
*Uso un Mosfet de 60V para tener una pequeña holgura respecto al valor máximo.

2-Baja RDS(on) para reducir pérdidas --> RDS(on) = 36mΩ.

3-Id debe superar la corriente máxima de cortocircuito del panel --> Id = 4.8A.
*Siendo la I short circuit panel ≈ 3.5A.


+CRITERIOS DE DISEÑO PARA EL ZENER (D1):
Referencia: MMSZ15T1G

1-Vz < VGS(max) --> 15V < 20V.

2-Vz > VGS(th) --> 15V > 3V.

3-Corriente del Zener:
Iz = (VGSmax - Vz) / R
Iz = (20 - 15) / 10K = 0.5mA

4-Potencia disipada:
P = Vz x Iz
P = 15 x 0.5 = 7.5mW = 0.0075W.


¡Gracias de antemano y cualquier ayuda es bienvenida!

[Picuino]

Creo que deberías tener en cuenta el tiempo de conmutación del mosfet, para que no sea demasiado alto y consuma mucha potencia durante la conmutación.
Lo digo porque la resistencia me parece demasiado grande.

EDITO:
Yo elegiría un mosfet que soporte mayor corriente, para tener suficiente margen.

Puedes utilizar LT-Spice para simular el circuito y comprobar que funciona correctamente.

[Divass]

Buenas Picuino. Gracias por responder.

Te refieres a que la corriente de drenaje (Id) del Mosfet sea incluso mayor que la de los que he seleccionado y citado en el anterior post? Con el Mosfet de la referencia 2 (BUK6Y55-80PX) no crees valdría? Pregunto desde la ignorancia.
De todas maneras, no sé ahora mismo dónde lo leí pero vi que como criterio a la hora de seleccionar el Mosfet, que para un caso como este que tiene que ver con paneles solares, recomendaban que la Id del Mosfet fuera al menos de 1.5 a 2 veces superior a la corriente de cortocircuito (Isc) del panel.
En el caso de la referencia 1 (DMP6050SFG-13) no cumple esta condición debido a que no la he tenido en cuenta, con que fuera superior como he puesto antes ya me valía, pero en el de la referencia 2 sí. Elijo quizás el segundo?

Por otro lado, cómo ves/veis que el parámetro de la Vds del Mosfet sea de 60V en lugar de 80V?

De nuevo, gracias de antemano.

[Picuino]

Si la I de cortocircuito es de 3,5A pon un mosfet de 7A o más. Son baratos y te aseguras de que no se va a fundir.

El otro tema es el tiempo de conmutación, que no puede ser muy alto para prevenir que se queme el mosfet. Yo pondría una resistencia más pequeña en la puerta para que conmute más rápido.