Elektronische zekering met MOSFET

Om een voeding bij overbelasting snel te kunnen uitschakelen moeten we de stroom door de belasting meten. Dit kan worden gedaan door het spanningsverschil tussen de aansluitingen van een shuntweerstand te meten of door een Hall-effect-stroomsensor te gebruiken. Deze tweede oplossing klinkt interessant, maar de prijs van zo’n sensor is nog tamelijk hoog en deze is niet eenvoudig in het gebruik. De eerste oplossing heeft als nadeel dat er een spanningsval over de shunt optreedt. Hier worden deze twee methoden gecombineerd door een P-kanaal-MOSFET als schakelaar en als shunt te gebruiken. Daarbij dient de drain/source-weerstand van de MOSFET als shunt.

De meeste actieve componenten met drie aansluitingen kunnen met behulp van een simpele ohmmeter worden getest. Maar als een groot aantal van deze onderdelen moet worden getest, is dat nogal bewerkelijk. Hierdoor ontstond het idee om één apparaat te maken voor het simpel en snel testen van zulke componenten. Het hier voorgestelde apparaat is geschikt voor het testen van bipolaire NPN- en PNP-transistoren, P-kanaal- en N-kanaal-FET’s en MOSFET’s, UJT’s, triacs en thyristors.

Veel scooters uit Azië zijn voorzien van een GY6-motorblok. Willen we zelfs eens wat sleutelen aan deze motor om het afgegeven vermogen wat op te schroeven, dan stuiten we op het probleem dat de temperatuur van de motor door het grotere vermogen snel stijgt en dan wordt de plaatsing van een oliekoeler in het motoroliecircuit noodzakelijk. In dat geval is het wel handig om over een vast ingebouwde, duidelijke en betrouwbare aanduiding van de temperatuur van de motorolie te beschikken.

Een startrelais voor een motor of scooter is in de mechanische uitvoering niet duur, maar ook niet erg betrouwbaar. De contactweerstand neemt na verloop van tijd toe, de spoel kan breken door trillingen en de schakelcontacten kunnen vastlassen. De oplossing hiervoor is een solid-state relais. Omdat we in dit geval met gelijkstroom werken, ligt het gebruik van een MOSFET voor de hand.

De oude vertrouwde elektromechanische relais zijn relatief duur. Bovendien is de stuurstroom aan de hoge kant, vooral bij korte schakeltijden. Een solid-state relais is dan een oplossing. Voor het schakelen van gelijkstromen vormen MOSFET’s een interessante oplossing en fabrikanten bieden tegenwoordig voor minder dan vijf euro typen aan met verbazingwekkend goede eigenschappen, zowel wat de stroomsterkte betreft als de overgangsweerstand RDS(on). De toepassing ervan is relatief eenvoudig, zowel bij mono- als bistabiele toepassingen, dus waarom zouden we ze niet gebruiken?

De klassieke clignoteur voor bromfietsen en scooters heeft twee grote nadelen. Om te beginnen is er een voldoende grote stroom nodig om het knipperen in gang te zetten. Hij kan dus niet worden gebruikt in combinatie met LED's in de knipperlichten (minder dan 5 W). Ten tweede is er weinig of geen akoestische waarschuwing om te signaleren dat hij nog aan staat als je door de bocht heen bent. Het doel van deze schakeling is om dit probleem op te lossen.

Tegenwoordig is er een groot aanbod aan digitale voltmeters voor een interessante prijs. Ze hebben een grote nauwkeurigheid, ze nemen weinig plaats in en hebben een nette frontplaat. De keerzijde van de medaille is dat ze er in het algemeen in twee versies zijn: De ‘niet zo erg dure’ waarbij de voedingsspanning galvanisch moet worden gescheiden van de te meten spanning en de ‘veel duurdere’ waarbij een gemeenschappelijke massa mogelijk is.Als we het geringe stroomverbruik van deze modules bekijken (rond één mA), loont het de moeite om een kleine schakeling te ontwerpen waarmee een galvanische scheiding kan worden gerealiseerd.