gelijkrichten met schottky diodes?

Ik begin even met mijn vraag en daaronder de uitleg waarom.

Als je AC wilt gelijkrichten naar DC spanning doe je dat met 4 diodes. Standaard diodes hebben een spanningsval van 0,7V. Schottky diodes hebben een lagere spanningsval lager dan 0,1V. Kan je dan niet beter Schottky diodes gebruiken voor een hoger rendement?

Uitleg waarom ik dit wil:

Ik heb tuinverlichting met een 12 AC trafo. Meet ik de spanning met een multimeter (op wisselspanning-stand), dan geeft hij 11,6V aan.

Ik wil de gewone lampjes vervangen door (kant en klare) ledlampen die geschikt zijn voor 12V DC.

Ik wil de 12V AC gaan gelijkrichten en eventueel afvlakken met deze schakeling:
http://www.circuitsonline.net/circuits/view/30


Omdat ik er zeker van wil zijn dat de leds heel blijven, wilde ik de 78(S)12 gebruiken om het exact op 12V te krijgen. Zo'n 7812 heeft een hogere ingangsspanning nodig dan 12V. Hoeveel hoger is me niet precies duidelijk, op de spec sheet stond 19V maar dat lijkt me wel heel erg hoog.

Omdat 11,6 niet heel hoog is om mee te beginnen, leek het gebruik van Schottky diodes me beter. Als je dan gaat rekenen van AC gelijkrichten en de elco erachter, kom je net weer wat hoger uit. Of gaat er dan iets vreselijk mis?
[Bericht gewijzigd door bouncemeister op 31 juli 2008 16:51:17]

12AC = 15.4DC (na diodebrug + afvlakking)
en dat is genoeg voor 7812

datasheet zegt 3v hoger. Maar dat heeft ie in de meetste gevallen echt niet nodig. In mijn test opstelling hier krijgt de 7805 5.4V binnen en er komt 5V uit... werkt zo al maanden.

schottkys hebben bij mijn weten toch een hoger spanningsval dan 0.1v.
[Bericht gewijzigd door smoerijf op 24 juli 2008 15:22:59]

Als je de datasheet nou eens beter bekijkt:

quote:

Input Voltage (unless otherwise noted): 19V
VIN Input Voltage Required to Maintain Line Regulation: 14.6V

Ah iemand was me al voor. Enfin, schottky's zitten rond de 0,22V en kunnen ook worden gebruikt voor gelijkrichting als je wilt. Ze komen zelfs per 4 in een behuizing als je wilt. Bij ons op het werk worden ze vaak op deze manier gebruikt.

Na afvlakking heb je inderdaad een hogere spanning nml secundaire spanning x wortel(2), daar moet dan uiteraard weer de 2x de diodespanning vanaf gehaalt worden.

Als je maar 11,6V krijgt wordt dit:
11,6 x sqrt(2) = 16,4V
16,4 - 2x 0,7 = 15V

Het zou dus net met gewone diodes kunnen maar diodes met lagere drempelspanning zou niet gek zijn (de trafospanning zou bij belasting wel eens lager uit kunnen vallen):
16,4 - 2x 0,22 = 15,9V
[Bericht gewijzigd door Eagle666 op 24 juli 2008 15:33:44]

Eagle heb jij een typenummer van zo'n schottky brug?

Smoerijf en Eagle666 bedankt voor de snelle reacties.

Voor de zekerheid dus voor de Schottky gaan.

quote:

Op 24 juli 2008 15:27:42 schreef Eagle666:
...Ze komen zelfs per 4 in een behuizing als je wilt.

Een brugcelletje maakt het wel makkelijker allemaal. Ik kan ze niet vinden op bv. deze site of bij Conrad.
Hoe weet je welke brugcel Schottky diodes gebruikt? Het lijkt wel of winkels dit geheim willen houden?

Edit: Evarist was me net even voor..
[Bericht gewijzigd door bouncemeister op 24 juli 2008 17:03:34]

MBR340 nemen, verdraagt 3A voorwaartsstroom
en heeft een spanningsval van ca. 0,6V bij 3A

een 1N540x heeft een spanningsval van 1,2 volt bij deze stroom.

quote:

Schottky diodes hebben een spanningsval lager dan 0,1V

Waar kun je die kopen???

quote:

Op 24 juli 2008 15:14:23 schreef bouncemeister:
Schottky diodes hebben een spanningsval lager dan 0,1V.

zo goed zijn ze nu ook weer niet ... en ze driften afhankelijk van de stroom erdoor. ze gaan tot 0.5 volt.

Yep, paar tiende volt is meer realistisch. Schottky bruggen bestaan wel degelijk, maar je gaat ze nooit vinden voor grote spanningen. Das een nadeel van Schottkys, ze hebben geen grote sperspanning en hebben wel wat lekstroom.

- - big bang - -

Mwoah zo even een aantal opnoemen wordt moeilijk maar ik kijk wel even in het schema van het product op het werk waar ik het heb gezien:

UC3610 TI
Digikey

Ehm, oeps, laten er hier zelfs 8 in zitten ipv 4 . Het is trouwens in een SOIC (SMD) behuizing.

Wat grote stromen betreft, heb ik niet eens aan gedacht. Schottky's zijn bedoeld om snel mee te schakelen dus niet echt voor grote stromen. Genoemde type is trouwens voor 3A piek .

Maar als je het datasheet bekijkt zie je meteen dat je niet je trucje kunt uithalen zoals je het zelf bedoeld hebt:

quote:

Forward Voltage Drop:
IF = 100mA > 0.35 - 0.7V
IF = 1A > 0.8 - 1.3V

Als een gewone diode niet een hogere FVD heeft dan heb je daar nog steeds meer aan dan een schottky in deze toepassing.

edit: ik zie nu in het schema dat ze deze gebruiken als gelijkrichter (4 van de 8, de rest gewoon niet aangesloten) in een schakeling die alleen 3 MOSFET's moet opensturen. Ik weet niet precies hoe ik het datasheet moet lezen maar zo te zien hebben die op de gate nagenoeg geen stroom nodig om volledig open te sturen. Andere, losse schottky's, die als gelijkrichting worden gebruikt zijn ook niet in de vermogencircuits maar eerder bij kleinere stuurspanningen.
[Bericht gewijzigd door Eagle666 op 25 juli 2008 05:24:59]

Ik had de trafo spanning gemeten onder 80W belasting. Veel lager dan 11,6V zal hij niet zakken, want de 4x 20Watt die er nu aan hangt worden vervangen door leds, en er komt 3x 60Watt bij. Dan zit hij weer op ongeveer dezelfde belasting.

Ik wil voor elk tuinlampje een schakelingetje maken, vier in totaal. Hoewel de led niet zoveel verbruikt, zou ik de schakeling geschikt willen maken voor 2A bij 12V. Dan zou een 20W gloeilampje er ook nog gewoon in moeten kunnen toch?

Als ik alles zo lees, lijkt me een Schottky brugcel niet de ideale oplossing. Ze zijn ook niet overal verkrijgbaar. Dick Best leek me wel aan handige shop met lage verzendkosten voor kleine onderdelen.

Gewone brugcellen zoals de KBL04 en de BR31-0 hebben een FVD van ~1,0V als je een beetje stroom trekt (1~2A).
Die MBR340 heeft een forward voltage van 0,4~0,5V als ik het goed lees.
Maar een gewone 1N5408 diode heeft een forward voltage van 0,9V bij ~2A.
Een MBR1640 Schottky diode zit bij 2A nog onder de 0,4V.

Kostenplaatje:
2A Schottky's kosten €0,50 per stuk, dat is €8,- voor 4x4. Als je dan SB140 Schottky's neemt van 1A bespaar je toch weer €6,72. Alleen dan moet ik de schakeling er weer uithalen in het geval er toch weer een gloeilampje in gaat.
Edit: Maar dat gaat toch niet, want de trafo kan maar 108Watt aan. Dus 7x20Watt aan gloeilampen gaat toch niet. Dan kan ik dus bij de kleinere onderdeeltjes kijken.

Wat is eigenlijk het nadeel van de lekstroom bij een Schottky?

_{Nog even over die 0,1V... Ik had ergens een spec sheet van een Schottky diode bekeken, en daar had ik die 0,1V vandaan. Ik zal het wel niet goed gelezen hebben, of het was een zeer optimistische fabrikant. Waarschijnlijk ging het over zeer kleine stromen.}
[Bericht gewijzigd door bouncemeister op 25 juli 2008 08:50:48]

quote:

Op 25 juli 2008 08:37:04 schreef bouncemeister:
Ik wil voor elk tuinlampje een schakelingetje maken, vier in totaal. Hoewel de led niet zoveel verbruikt, zou ik de schakeling geschikt willen maken voor 2A bij 12V. Dan zou een 20W gloeilampje er ook nog gewoon in moeten kunnen toch?

Theoretisch ja, praktisch echter niet, voor 20W bij 12Vdc moet je een vermogen uit de trafo halen van 32 VA
(20/12=1,67A dc -->Dc stroom I bij een B2 gelijkrichter betekent een AC stroom van 1,6*I = 2,67A.)

Bedankt, dat had ik natuurlijk moeten weten! Ik kan dus gewoon alles "klein" houden en alleen voor het vermogen van de leds gebruiken.

Je kan gewone silicium diodes gebruiken. Als de spanning toch te laag moest zijn voon een 7812 neem dan een low-drop type. Ik dacht dat dit de 48XX serie was, het kan fout zijn.

Ik heb de onderdeeltjes besteld bij dick best.

Schottky diodes van 1A en een gewone 7812 van 1A.

Nu nog puzzelen om het zo klein mogelijk te maken.

Onderdelen zijn binnen, alles netjes verpakt.

Ik heb er eentje in elkaar gezet volgens dit schema.

Er hangen nu wat 12V computerfans aan om te testen.
Samen trekken ze 800mA.
De ingangsspanning is 12V AC (van een andere 12V AC trafo). Op de diodebrug staat 14,52V DC. Op de uitgang, na de 7812 staat er nog 11,9V DC op.
Hoe lager de belasting op de uitgang hoe hoger de spanning over de diodebrug. Onbelast staat er 18,42V op de diodebrug, maar de uitgangsspanning is dan nog steeds 11,9V DC. Dat verandert niet.

De 7812 wordt erg heet bij belasting, zelfs bij 500mA. Er zit een standaard koelelementje opgeschroefd, maar die kan je niet aanraken als hij een poosje aan staat.

Is dit slecht voor de werking? Hoe heet mag zo'n ding worden?

Verder is er nog een behoorlijke spanningsval over de schottky diodes wanneer deze belast worden.

Gebruikte onderdelen:
1x Elco 2200 uF 35V
4x SB140 schottky 40V1A
1x Spanningsregelaar Positief 1A TO 220 Type 7812
1x U-Koeling TO-220
1x Sibatit condensator Capaciteit 100 nf

Een 7812 is gemaakt voor een maximale stroom van 1A, de warmte die hij kwijt moet is uit te rekenen door het produkt van zijn spanningsval over Uin - Uuit en de stroom die erdoor loopt.

Vb.: bij 800mA is Uin van de 7812 bvb. 15V, de uitgang hangt natuurlijk op 12V, verschil= 3V
3V*0.8A=2.4W en das al redelijk wat voor een 7812.
Ze zijn wel intern beveiligd tegen thermische overbelasting, overstroom en SOAprotectie, maar niet handig dat de boel keiheet wordt en je schakeling voortdurend uitvalt.
Je kan een grotere koelplaat gebruiken om de temperatuur op een lagere waarde te laten stabilizeren, je kan per ledgroep een 7812 gebruiken met elk een kleiner koelplaatje, of in het algemeen een lagere voedingsspanning gebruiken en lowdrop regelaars gebruiken die met minder spanningsval over de regelaar ook nog hun werk kunnen doen = minder warmte.

- - big bang - -

je kunt de schakeling wat verzwaren door een extra tor te gebruiken.
http://www.circuitsonline.net/circuits/view/33

Ik heb de ledlampjes binnen. Ze verbruiken veel minder stroom dan verwacht (24 leds). Ik ben de waarde even kwijt en m'n multimeter heeft spontaan de geest gegeven. Het was in ieder geval minder dan 100mA.

De 7812 kan de ledlamp makkelijk hebben aangezien elke lamp een eigen schakeling krijgt.

Iedereen bedankt voor alle info en het meedenken!

quote:

Op 24 juli 2008 15:14:23 schreef bouncemeister:
Schottky diodes hebben een spanningsval lager dan 0,1V

Dan moet je beginnen denken aan synchrone gelijkrichters met mosfets.
[Bericht gewijzigd door Uranium op 31 juli 2008 11:57:48]

Ter info / afsluiting:

Inmiddels werken de 4 schakelingetjes naar behoren, één was er uitgefikt doordat er aan de onderkant van de print twee pinnetjes door het tape tegen de aluminium behuizing van de lamp zaten. Het printje was namelijk scheef komen te zitten bij het dichtmaken van de lamp. Twee diodes en de print uitgefikt...
Alles losgesoldeerd en een standaard brugcelletje van 1,5A gepakt om een nieuw printje te maken.
Dit werkt net zo goed als de andere printjes, dus schottky was niet noodzakelijk.
Ik heb er verder niets aan kunnen meten omdat m'n multimeter het ook begeven heeft.
Verder heb ik alle printjes beter geïsoleerd en steviger in de lamp bevestigd.

Nogmaals bedankt voor alle reacties!

plaats anders een paar foto's in het show your projects topic