Protección de inversión de polaridad

[planeta9999]

Estaba curioseando un vídeo que trata sobre la protección de circuitos de la inversión de polaridad, y me ha parecido interesante el uso del MOSFET sin caída de tensión cuando se aplica a la masa en vez de al positivo. Por otra parte no se que ventaja puede tener en la práctica usar un MOSFET en vez de un diodo vulgar y corriente, que es lo que yo suelo poner.

De menor a mayor eficacia entiendo que sería Diodo rectificador, Diodo Schottky, MOSFET a positivo y MOSFET a masa. El último circuito que añade un zener supongo que actúa además como estabilizador, desconozco si el amperaje máximo es el que soporta el MOSFET o también hay que considerar el zener o vale cualquier zener.

[Chaly29]

Hola planeta9999, si vas a usar un mosfet para protección de inversión de polaridad, por supuesto debes de usar uno que no posea diodo en anti paralelo, de lo contrario, invirtiendo la polaridad el que conducirá será dicho diodo y ya la protección no tendría mucho sentido de ser o sea no existiría tal protección...

De usar un mosfet sin dicho diodo, no tengo referencias de cuanta tensión aguanta un mosfet en inversa, ya que si esta no es suficientemente elevada, tampoco serviría de mucho.

Más allá de las anteriores versiones que posteaste, existe la del fusible con el diodo en inversa, o sea ante una inversión de polaridad, dicho diodo conduce y funde el fusible, este tipo de protección no tiene gasto de energía y es bastante eficiente. Todos los auto stereos la poseen y nunca e visto ante una inversión de polaridad que se dañen mas que dicho diodo (por lo general se ponen en corto) y el fuse.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[planeta9999]

Gracias por la información Chaly.
¿ Y esta última versión con un zener a la salida, que utilidad tiene, sirve como protección y a la vez estabiliza  ?

[manwenwe]

Si tienes suficiente voltaje para la puerta y te da el presu yo apuesto por mosfet. Cuando no se cumplen esas condiciones yo utilizo zeners de potencia en paralelo asegurándome que la tensión sea menor que la que pueda dañar ningún IC de la placa (estos no consumen en polaridad correcta como los zeners y diodos normales en serie). Otra ventaja del mosfet es que si tu fuente te da suficiente corriente puedes sensar partes del circuito y cortar la alimentación principal con sensores de corriente y comparadores.

Saludos!

[Jorge555]

El zener con el mosfet sirve para proteger al mosfet ante un pico de tensión en la entrada, en el momento que se exceda la Vgs máxima del mosfet éste se destruye, poniendo el zener evitas superar la tensión máxima Vgs.

La ventaja respecto al diodo y otras soluciones es una menor pérdida de potencia, si por la entrada de alimentación pasan por ejemplo 10 A, si tenemos un diodo con 0.7V de caíad de tensión son 7W, con el mosfet esta disipación de potencia va a ser mínima.

Los diodos schottky no son adecuados como medida de inversión de polaridad, ya que la corriente de fuga que tienen polarizados en inversa es considerable.

Un enlace rápido: http://provideyourown.com/2012/reverse-polarity-protection-circuits/

[RALF2]

Hola amigos.
Debo decir que no estoy de acuerdo con el analisis del 4 circuito posteado por plaeta9999, respecto al Vgs 

PD: yo vi ese video y debo decir que a mi parecer hay un error en el analisis o calculo del Vgs, podrian verificarlo?

Saludos

[KILLERJC]

Es obvio que hay un error de calculo xD en esa imagen.

Vgs es 0, por que ambos estan a 12V, Vds esta en -12V

[RALF2]

No amigo el voltaje Vgs= 0 - ( -12-Vd), asumiendo Vd=0.7volt, el Vgs= 12.7volt lo cual indica que el mosfet esta off, por ser Vgs positivo  .
Con respecto al ultimo circuito el zener de 10v, limita el maximo voltaje entre compuerta y surtidor, ahora bien al ser el voltaje de entrada 30v y como el mosfet tiene un diodo zener interno el cual permite que circule una corriente inicial la cual activa el zener de 10v (sin el zener interno el mosfet se mantendria en off) generando un voltaje Vgs de - 10v activando de esta manera el mosfet.
Con respecto a lo de la proteccion contra inversion de polaridad, no entiendo que papel juegan estos circuitos como proteccion 

Saludos

[Chaly29]

Hola gente, si nos ponemos a hilar fino, en todos y cada uno de los circuitos que usan mosfet pues todos están mal polarizados. Y el único que estaría lo más próximo a llamarse bien polarizado (gráfica 4) el mosfet se encuentra en estado de corte.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[RALF2]

Aja solo un detallito, que podria estar sucediendo en esos circuitos.
Si se aplica un voltaje negativo entre G y S, se produce un canal que en teoria pemitira que circule corriente a traves de este en cualquier sentido, por lo tanto, no necesariamente la corriente debe circular de S a D, eso dependera del mosfet utilizado, pero si suponemos que puede circular corriente entre D y S en cualquier sentido y al poseer el circuito una fuente de corriente, teoricamente, podrian funcionar los circuitos como indique; de hecho el tercer circuito tambien esta mal lo de la caida en el diodo de 1v, ya que el mosfet estaria en saturacion puenteando al diodo.

Saludos

[KILLERJC]

Realmente en esa imagen no se de donde sacan que S esta a -12V, ese es mi problema.

Supongamos un estado inicial, no tenes corriente, No circula corriente (esa fuente de corriente esta MAL), el diodo parasito del MOSFET esta inversamente polarizado. G esta conectado a GND, S esta conectado a GND, por lo tanto Vgs es 0V. Y tenes -12V en D, por que el terminal positivo es tu "comun" o GND. Quedando un Vds = -12V , y Vgs = 0V

Ya realmente no se si le estoy errando feo, o me esta faltando alguna cosa. Cualquier cosa me corrijen

[manwenwe]

A ver, es una errata y punto: no creo que haya que darle más vueltas. La fuente del drenador está al revés. Si le das la vuelta tienes 12V en el drenador. En el instane "cero" el catodo del diodo está a +12V ya que no pasa corriente por lo que VGS es -12V: el mosfet empieza a conducir y en la fuente tendrás 12V menos las caida del mosfet por la resistencia interna.

Saludos.

[manwenwe]

Sorry: se me fué. Ese es el dibujo para la protección de inversa. Falta una pull-down a masa en la fuente para que Vgs sea 0 y no conduzca. Aunque supongo que en ausencia de pulldown (en abierto) el transistor no conduce igualmente (nunca he utilizado ese circuito). Lo que está claro es que -12 en la fuente: "na nai de la china" jeje. Es una errata. Toda la razón para KILLERJC.

Saludos.

[RALF2]

Vamos por parte para que nos entendamos todos 
Vayamos a la raiz de la pregunta del amigo planeta9999, en este video:

Alli explican claramente, en ingles, cual es la idea de utilizar el mosfet como proteccion contra inversion del voltaje de la fuente de voltaje y las ventajas que esta tecnica supone si manejamos altas corrientes y utilizamos diodos de proteccion 

Dense cuenta que en el circuito colocado por killer hay una fiuente de corriente por lo tanto la corriente que circulara por el circuito dependera unica y exclusivamente de esta la fuente de voltaje no suministrara corriente alguna. Partiendo de ese hecho al circular corriente por el diodo, supongamos que el mosfet esta apagado, se generara una caida de tension a travez de este (supongamos 0.7v), luego aplicando la ley de kirchooff de los voltajes en el sustirdor del mosfet apareceran -12 - 0.7= -12.7v (lo ven?) guaoo mas voltaje que el de la fuente?; si por efecto de la fuente de corriente.
Entonces como el voltaje Vgs = Vg - Vs, tenemos: Vgs= 0 - (-12.7)= 12.7v, positivo por lo que la suposicion inicial del que el mosfet estaba apagado es correcta! 
Ahora bien si realizamos el mismo analisis utilizando en vez de una fuente de corriente una resistencia en ese caso el voltaje en Vs sera 0v, por lo que el Vgs= 0v y alli si estaria de acuerdo con el analisis del amigo killer.
Mas alla de todo el analisis realizado me gustaria si es posible, que alguien que cuente con un mosfet tipo p, realizara la prueba de funcionamiento del circuito utilizando en vez de una fuente de corriente una resistencia de digamos 560 ohm, y que coloque la fuente de voltaje como aparece en el circuito y luego invertida para verificar los resultados, pleaseeee 

Yo en la simulacion lo hice y funciona como indique solo falta probar en fisico 
(No cuento con mosfet por eso no lo pruebo yo mismo y comprarlo esta fuera de mi alcance...) 
Saludos
 

[KILLERJC]

Dense cuenta que en el circuito colocado por killer hay una fiuente de corriente por lo tanto la corriente que circulara por el circuito dependera unica y exclusivamente de esta la fuente de voltaje no suministrara corriente alguna. Partiendo de ese hecho al circular corriente por el diodo, supongamos que el mosfet esta apagado, se generara una caida de tension a travez de este (supongamos 0.7v), luego aplicando la ley de kirchooff de los voltajes en el sustirdor del mosfet apareceran -12 - 0.7= -12.7v (lo ven?) guaoo mas voltaje que el de la fuente?; si por efecto de la fuente de corriente.

Como bien decis RALF, el tema es que eso NO es una fuente de corriente, sino que esta para representar el consumo de la carga.

No tiene ningun sentido tener una fuente de corriente ahi, supongamos por un momento que lo tiene... entonces esa fuente de corriente deberia ser independiente de la polaridad de la fuente de tension o alimentacion del circuito. Y venceria el proposito de hacer algo tan simple como esto.