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BID = 736578
Der wahre Wolle Gelegenheitsposter
Beiträge: 73 Wohnort: Arnstadt
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Hallo Forengemeinde,
und zwar bräuchte ich mal wieder ein wenig Hilfe.
Und zwar diskutieren wir in einem anderen Forum, wie man einen Mosfet-Gleichrichter aufbaut bzw. ansteuert.
Ich interessiere mich sehr für Windenergie und deren Nutzung.
Zur Gleichrichtung der im Generator "erzeugten" Wechselspannung wurden bis jetzt die Gleichrichter meist mit Schottky-Dioden aufgebaut.
http://www.daswindrad.de/forum/view.....rt=20
Doch um die Verluste durch den Gleichrichter weiter zu senken, diskutieren wir nun die Verwendung von MosFets.
http://www.thetaeng.com/FETBridge.htm
Doch so einfach geht es ja leider nicht und es gilt mehrere Probleme zu lösen:
1. die Gate to Source Spannung ist meist mit 20V begrenzt
(gibt es MOSFET-Typen mit einen größeren VGS Bereich??)
Die Ansteuerung des Gate mit der Z-Diode + Widerstand ist bestimmt schwieriger als sie im ersten Moment aussieht.
Da der benötige Gate-Strom schwank im Einchaltmoment
(umladen der Kapazitäten im Mosfet).
2. die gleichgerichtete Spannung kann mit einem Kondensator nicht einfach so geglättet werden, das dieser wieder durch die MosFets entladen wird
--> Eine Lösung wäre ein weiterer MOSFet, der den Kondensator vor der Entladung schütz, dieser müsste aber angesteuert werden, bloß wie?
Als ganz ganz grobe Eck-Daten geb ich mal an:
- erzeugte Wechselspannung im Generator: 0V bis 100V
- Strom (natürlich abhängig von Generator) : 0A bis 10A
Aber um die Werte geht es mir im ersten Augenblick nicht, sonderen vllt. hat jemand schon hilfreiche Erfahrungen mit solchen Gleichrichtern gemacht oder Ihr habt Vorschläge wie wir das Problem angehen können.
Danke.
Grüße Wolle.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Der wahre Wolle am 27 Dez 2010 21:00 ] |
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BID = 736587
powersupply Schreibmaschine
Beiträge: 2921 Wohnort: Schwobaländle
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Hallo
Euer größtes Problem dabei dürfte die nicht sinusförmige Belastung werden.
Denn mit einem zusätzlichen Kondensator zum Glätten der pulsierenden Gleichspannung entstehen nur noch Stromspitzen kurz vor dem Scheitelpunkt einer jeden Halbwelle.
Perl nannte dafür mal einen Begriff der mir aber grad nicht mehr einfällt
Ist auch egal. Jedenfalls führt der Effekt dazu, dass ihr nicht denn ganzen Nennstrom des Generators ausnutzen könnt.
powersupply |
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BID = 736592
Harald73 Schreibmaschine
Falsches Format *.gif oder *.jpg verwenden!
Beiträge: 1016
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Für Schaltnetzteile gibt es fertige "synchronous rectifier controller",
z.B. den NCP4303 oder TEA1761. Die steuern aber nur einen FET an und sind nicht für 100V geeignet.
Vielleicht findest Du bei diesen ICs Application Notes zur Erweiterung auf höhere Spannungen.
+-30V gibt es auch.
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*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!
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BID = 736629
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| erzeugte Wechselspannung im Generator: 0V bis 100V |
Wenn die Generatorspannung derartig hohe Werte erreicht, lohnt sich der Einsatz von Synchrongleichrichtern nicht.
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BID = 736647
Der wahre Wolle Gelegenheitsposter
Beiträge: 73 Wohnort: Arnstadt
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Wenn naürlich der Generator dann belastet wird, geht die Spannung in die Knie.
Ich habe jetzt schon etliche Datenblätter von Mosfets durchgeschaut aber immer nur +-20V für das Gate gefunden.
Und in den Übersichten die ich gesehen habe, steht natürlich immer die niedrigste Spannung für die VGS.
Hat jemand schonmal eine Übersicht mit der Angabe für die max. VGS für MosFets gesehen?
DANKE
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BID = 736679
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Wenn naürlich der Generator dann belastet wird, geht die Spannung in die Knie. |
Wenn er nicht belastet wird, liefert er auch keine Energie.
Dann ist es gleichgültig, welchen Gleichrichter man verwendet.
Es kommt vor allem auf die Ausgangsspannung an, ob es sich lohnt wegen einem knappen Volt Spannungsabfall die erhöhte Komplexizität und die höheren Kosten von trickreichen Gleichrichterschaltungen in Kauf zu nehmen.
Oft ist die Ausgangsspannung ja durch die Verwendung von Akkus vorgegeben, und da würde ich die Trennlinie bei etwa 12V ziehen.
Unterhalb von 10V kann man, bei einem auch sonst gut ausgelegten System, durch Synchrongleichrichter eine spürbare Wirkungsgradverbesserung erzielen.
Bei Spannungen von 24V und darüber lohnt das kaum noch und man sollte dasGeld besser an anderer Stelle zur Wirkungsgradverbesserung einsetzen.
Bei Akkuspannungen um 12V wird man mit sehr spitzem Bleistift rechnen müssen, ob sich der erhöhte Aufwand und die erhöhte Fehleranfälligkeit lohnt.
Dabei muß man auch den Einsatzzweck, die zu erwartenden Windverhältnisse und die Kennlinien des Generators berücksichtigen.
Bei ohnehin großen und teuren Anlagen, wird man auch die einzelnen Komponenten sorgfältiger dimensionieren als bei Bastelwerk aus E-Motoren und anderen auf dem Schrottplatz zusammengeklaubten Teilen.
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BID = 736721
ffeichtinger Schreibmaschine
Beiträge: 1050 Wohnort: Traunkirchen im Salzkammergut
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Es gibt IMHO keine FET's mit höherer G-S-Spannung, weil dies keinen Sinn macht. Bei etwa 10V ist eingeschaltet, wozu noch höhere Spannung? Die Art wie die FET's in deiner Schaltung gesteuert werden ist sehr ungewöhnlich. Und wenn die nicht sauber schalten ist der Wirkungsgrad sowieso dahin.
Du kannst aber zb. mit einer Zenerdiode und einem Vorwiderstand die Spannung am Gate begrenzen, das bewirkt aber auch wieder Verluste.
mfg Fritz
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BID = 736798
Der wahre Wolle Gelegenheitsposter
Beiträge: 73 Wohnort: Arnstadt
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Das mit der Z-Diode habe ich auch schon in betracht gezogen.
Mit wieviel mA muss ich rechnen um die Gate-Kapazität schnell genug um zuladen, damit ich den Vorwiderstand berechnen kann.
Als P-Mosfet habe ich den:
http://pdf1.alldatasheet.com/datash......html
Das mit dem Wirkungsgrad werde ich dann sehen, wenn ich alles aufgebaut habe.
Hab da nochmal eine Frage:
Wenn U GS mit +-20V angegeben ist, dann darf (ohne Z-Diode und Vorwiderstand) die anliegende Wechselspannung ich größer sein als:
max. 20V : 1,41 = ca. 14V
Ist das Richtig?
Grüße Wolle
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BID = 736813
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Rechnerisch richtig gedacht, in der Praxis solltest Du aber mit Spannungsspitzen rechnen.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 736836
nabruxas Monitorspezialist
Beiträge: 9267 Wohnort: Alpenrepublik
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Wie sieht so ein Synchrongleichrichter schaltungstechnisch aus?
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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!
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BID = 736853
Der wahre Wolle Gelegenheitsposter
Beiträge: 73 Wohnort: Arnstadt
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@ nabruxas: Das ist eine gute Frage!
Will eine Frage nochmal stellen, damit diese nicht unter geht:
Mit wieviel mA muss ich rechnen um die Gate-Kapazität schnell genug um zuladen, damit ich den Vorwiderstand berechnen kann.
Als P-Mosfet habe ich den:
http://pdf1.alldatasheet.com/datash......html
Danke!
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BID = 736876
ffeichtinger Schreibmaschine
Beiträge: 1050 Wohnort: Traunkirchen im Salzkammergut
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Hallo
Ich denke dieser P-MOS hat zu wenig D-S-Sperrspannung, oder?
Aber wie auch immer. Im Datenblatt findest du eine Gesamt-Gateladung angegeben. Diese musst du während der Einschaltzeit aufladen bzw. entladen. Die Einschaltzeit sollte etwa 1%-5% der gesammten leitenden bzw. sperrenden Phase sein. Damit kannst du den erforderlichen Gatestrom abschätzen.
(War die Skizze mit den Zenerdioden vorher auch schon auf der Seite oder habe ich nur nicht weit genug gescrollt? Da hatte wohl jemand die gleiche Idee wie ich...)
mfg Fritz
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BID = 737779
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Also beim Gleichrichten mit MOS-FETs brauchst du, wie selbst schon und auch auf der Beispielseite geschrieben, einen Schutz, dass sich der Glättungskondensator/Akku oder was auch immer daran hängt nicht durch die FETs entlädt. Wie macht man das am einfachsten? Genau, mit einer Diode! Damit hast du schon mal die Hälfte deiner Gewinne wieder vernichtet. Natürlich kann man da auch gleich noch einen MOS-FET draufklatschen, aber ob's den Aufwand wert ist?
Das zweite: bei niedriger Gate-Spannung haben MOS-FETs einen (relativ) hohen Widerstand. Wenn du von 10A schreibst, hast du selbst bei 50mOhm schon einen höheren Spannungsabfall als eine Schottky-Diode. Um das bei niedriger U_GS zu unterbieten kann man keinen Wald-und-Wiesen-MOSFET mehr nehmen.
Die Widerstände im Beispiel haben nichts damit zu tun, wie schnell man die Gate-Kapazität umladen kann. Die ist bei den Frequenzen ziemlich egal (der FET wird sogar einige Zeit im "Regel-" anstatt "On/Off-"Betrieb sein -> Verluste). Die Widerstände sollen die Z-Dioden schützen, die dazu da sind, U_GS niedrig genug zu halten.
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BID = 737800
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Zumindest von IR gibts was in der Art: IR1167.
Siehe http://www.irf.com/whats-new/nr060309.html
AppNotes/Dokumente dazu gibts auch.
Möglicherweise kann man auch Active-ORing-Bausteine dazu verwenden, habe ich mich aber noch nicht näher zu informiert.
Onra
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BID = 737955
Der wahre Wolle Gelegenheitsposter
Beiträge: 73 Wohnort: Arnstadt
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