Mosfet-Gleichrichter

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Autor
Mosfet-Gleichrichter
Suche nach: mosfet (3449) gleichrichter (4503)

    







BID = 736578

Der wahre Wolle

Gelegenheitsposter



Beiträge: 73
Wohnort: Arnstadt
 

  


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 ]

BID = 736587

powersupply

Schreibmaschine



Beiträge: 2921
Wohnort: Schwobaländle

 

  

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

BID = 736592

Harald73

Schreibmaschine


Falsches Format
*.gif oder *.jpg
verwenden!
Beiträge: 1016

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.

_________________
*..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!

BID = 736629

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
erzeugte Wechselspannung im Generator: 0V bis 100V
Wenn die Generatorspannung derartig hohe Werte erreicht, lohnt sich der Einsatz von Synchrongleichrichtern nicht.

BID = 736647

Der wahre Wolle

Gelegenheitsposter



Beiträge: 73
Wohnort: Arnstadt

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


BID = 736679

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


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.



BID = 736721

ffeichtinger

Schreibmaschine



Beiträge: 1050
Wohnort: Traunkirchen im Salzkammergut

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

_________________

BID = 736798

Der wahre Wolle

Gelegenheitsposter



Beiträge: 73
Wohnort: Arnstadt

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 UGS 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

BID = 736813

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9914
Wohnort: Kreis Siegburg
Zur Homepage von dl2jas

Rechnerisch richtig gedacht, in der Praxis solltest Du aber mit Spannungsspitzen rechnen.

DL2JAS

_________________
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

BID = 736836

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9267
Wohnort: Alpenrepublik

Wie sieht so ein Synchrongleichrichter schaltungstechnisch aus?

_________________
0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

BID = 736853

Der wahre Wolle

Gelegenheitsposter



Beiträge: 73
Wohnort: Arnstadt

@ 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!

BID = 736876

ffeichtinger

Schreibmaschine



Beiträge: 1050
Wohnort: Traunkirchen im Salzkammergut

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

_________________

BID = 737779

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg

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.

BID = 737800

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

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

BID = 737955

Der wahre Wolle

Gelegenheitsposter



Beiträge: 73
Wohnort: Arnstadt

genau, ob sich das Alles dann lohnt werde ich sehen...

Hier schon mal ein kleiner Anfang dazu:

http://www.daswindrad.de/forum/view.....rt=30


Wenn ich das Teil dann mal zusammen gebastelt habe, werde ich berichten!


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