Gelijkrichter voor een blokspanning

Ik heb een blokspanning van max. 100 kHz die ergens tussen de 15 tot 24 volt zit. (De spanning is constant, maar kan de ene keer iets hoger of lager zijn dan de andere keer.)
De stroom die de blokspanning kan geven is 7A continu en 10A piek.

Met een standaard gelijkrichter verlies ik 2x 0,7V over de diodes waarmee ik dus bijna 10 watt aan het verstoken ben. De schakeling komt in een heel buisje te zitten waar ik de warmte totaal niet kwijt kan raken. Misschien dat 1 á 2 watt net aan lukt, maar 10 watt is veel te veel.
Aangezien ik een blokspanning heb, had ik het idee om i.p.v. diodes gebruik te maken van schakelaars met een lage weerstand. In PSpice heb ik in een simulatie de diodes vervangen door mosfets en in theorie lijkt dit goed te werken. In de praktijk raken de mosfets natuurlijk defect aangezien er een flinke omgekeerde spanning tussen de drain en source komt te staan.

Hebben jullie een idee hoe ik zonder veel vermogen te verliezen een blokspanning gelijk kan richten?
(De schakeling die daar achter moet komen kan gewoon de 15 tot 24 volt als ingangsspanning hebben en daar is geen (zware) spanningsstabilisator nodig.)

Op 5 april 2012 21:28:25 schreef Onbekend:
(De spanning is constant, maar kan de ene keer iets hoger of lager zijn dan de andere keer.)

Wat bedoel je hier precies mee?

Gaat het verder om een blokspanning tussen 0V en +24V, of tussen -24V en +24V?

Als je een voltmeter op de twee draden zou zetten, meet je afwisselend +24V en -24V.

De ene keer als je de schakeling aansluit is de spanning 17V, en als je de zelfde soort schakeling opnieuw opbouwt kan (v.w. toleranties) de spanning bijvoorbeeld 20V zijn.

Ik ga er vanuit dat de spanning altijd tussen de 15V en 24V ligt. (Mijn aangesloten schakeling werkt op 24V even goed als op 15V.)

[Bericht gewijzigd door Onbekend op 5 april 2012 21:44:52 (65%)

In de praktijk is de Vf bij die stroom niet 0,7V per diode maar eerder 1 tot 1,5V....

Edit:
bij een Vr van >100V

[Bericht gewijzigd door rbeckers op 5 april 2012 21:47:07 (15%)

je blokgolf gaat toch gewoon van 0v naar 15 à 24v.
dan hoef je helemaal geen dubbelzijdige gelijkrichting toe te passen.
er is toch geen negatieve flank om gelijk te richten.

gewoon 1 diode in serie met de voedingslijn (de "+" dus) en een elco erachter (Dat zal een beste worden).

als je zo'n soort diode neemt:
http://nl.farnell.com/vishay-formerly-i-r/vs-stps20l15dpbf/diode-schot…

dan heb je bij 7A maximaal iets van 0.3v spanningsval. dat geeft 2.1W verlies. dat is al een stukje minder

edit:
o je hebt wel een positieve en negatieve flank. dan kan dat niet...

Even uit nieuwsgierigheid....wat voor apparaat levert een blokspanning van 24V en 7A bij 100kHz??? Is daarin niets aan te passen zodat hij niet meer schakelt?

Scientists say the universe is made up of protons, neutrons and electrons. They forgot to mention Morons....

Nu je het zegt, dat moet een behoorlijk leip apparaat zijn. En wat je ook maakt, zorg dat het niet stoort. Neem je verlies.

Ik vraag me af waarom je wilt gaan gelijkrichten. Kun je niet gewoon de nul van je blokgolf pakken, en een dikke elko om 'm te smoothen? Eventueel nog een CRC-filtertje d'r achter om de rotzooi kwijt te raken?

Patrick de Zeester

Golden Member

Lijkt me nog een aardige uitdaging; zorgen dat je geen storing produceert met een 7A 100kHz blokgolf.

Even rekenen: 1m van 2,5mm2 draad heeft een zelfinductie van zo'n 1,4nH. Op 100kHz (en dan nemen we aan dat het een sinus is, waar een blokgolf nog veel hogere frequenties bevat) levert dat een reactantie van 0,89Ω op. Conclusie: over een meter lang dik installatiedraad verlies je op 7A al 6,2V. Dat beetje extra spanningsval door die diodes zou ik dan maar voor lief nemen..

Hoe die blokspanning wordt opgewekt weet ik eigenlijk ook niet precies. Het is een kastje waarvan een deel van de schakeling in een soort hars is ingegoten.

De toevoerdraden zijn niet zo erg lang en de inductie daarvan is niet zo'n ramp. Door de faseverschuiving krijg je een schijnbaar vermogen die niet in warmte omgezet wordt. Een spanningsval is ook niet zo erg, zolang de opgevangen blokgolf wel een constante spanning krijgt.

Naast de gelijkrichting wacht mij inderdaad nog de uitdaging om de spikes bij de 0-punten van de blokgolf eruit te filteren zonder dat ik daar veel storing produceer.

Dat zie je steeds meer tegenwoordig. Is volgens mij gewoon een "Electronische halogeen trafo". Heb ik ook in mijn hanglamp van Ikea. En zijn op ebay volop te koop.

Een standaard gelijkrichter gaat niet werken. Die zijn veel te traag. Dus je moet minstens een brugschakeling maken met snelle diodes.

En enkelzijdig gelijkrichten zou ik ook niet doen, daar kan de trafo niet tegen.

Gelijkrichten met FET's is wel een mogelijkheid, maar dan moeten de FET's wel exact juist aangestuurd worden, en inderdaad moet je de gate spanning binnen de grenzen houden.

Ik wist niet dat die dingen zo erg waren. Inderdaad, op tientallen kHz lomp schakelen. Wonderbaarlijk dat dat doorgaans geen problemen oplevert met de bedrading.

wat een troep dat ze dat als halogeen trafotje gebruiken.

leuk als je het gezellig door een langere kabel stuurt langs diverse halogeen spotjes oid. diverse amperes via een prachtige blokgolf (ook niet op een lage frequentie ook)...

Dat is ook de reden dat de draad tussen de trafo en de lamp niet te lang mag zijn. (max één of twee meter)

joopv

Golden Member

In principe kan je het secundaire deel van een switchedmode supply gebruiken om je DC te maken. Daar zitten al de geschikte diodes en condensatoren in.

Waarom zou je de spanning uit een elektronische halogeentrafe weer willen gelijkrichten? Het lijkt me een stuk handiger om direct een switchedmode voeding te gebruiken.

Denk er aan dat de spanning na gelijkrichting met snelle low-drop shottky diodes nog steeds een hele dikke 100Hz rimpel heeft. Die elektronische halogeentrafo (als het dat is) bevat geen afvlakking. En afvlakking voor 100kHz heeft geen effect op de 100Hz rimpel.

Dat idee met de mosfets is wel aardig hoor. Als jij ze makkelijk kan aansturen, dan kan ik je vertellen hoe je ze moet schakelen... :-)

Je kunt vier mosfets nemen. Die zet je zodanig dat hun body-diodes een brugcel vormen. Dan hoef je verder alleen maar als die body diode gaat geleiden, de mosfet aan te zetten.

De "klassieke" truuk waarbij een laagohmige verbinding gemaakt moet worden waarbij niet altijd de ene hoger is dan de andere is dat je twee mosfets in anti serie zet. Zo is er altijd 1 waarbij z'n drain hoger kan worden dan z'n source.

Eerst dacht ik even dat je dan precies hetzelfde zou krijgen als hierboven, maar volgens mij gaat dit gewoon 8 mosfets kosten, dus is de eerste oplossing beter.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Gelijkrichten met mosfet's is al eens beschreven in de elektuur:
Blz66 Julinummer 2006

http://www.elektor.nl/artikelen-als-pdf/2006/juli/power-mosfet-bruggel…

Als een rommelig bureau staat voor een rommelige geest waar staat dan een leeg bureau voor? - Albert Einstein.

Kleine hint voor de budgetarmen: Google heeft 'm nog in zijn cache staan.

Bedankt voor de reacties. :)

Ik heb de Elektuur van Juli inmiddels hier voor mij liggen, en die schakeling lijkt inderdaad sterk op die van mij in PSpice.
Om te simuleren had ik o.a. geen weerstanden gebruikt (de mosfets gaan toch niet stuk :) ) en heb gevonden waar de fout in mijn schema zat. Ik zie dat ik per ongeluk één van de blusdiodes verkeerd om zaten waardoor de schakeling niet volgens verwachting werkte...

De schakeling uit de Elektuur geeft ook voor mij een idee om spikes bij het schakelen te voorkomen, want die laat eerst een klein positief spanningsverschil tussen de drain en de source toe voordat hij de mosfet laat geleiden.

Het idee om twee mosfets antiparallel te schakelen is goed om te onthouden. :)

Ja, in dat schema met de electuur meten ze volgens mij een spanningsverschil op een hele andere plaats dan over de mosfet.... Weet iemand waarom je niet gewoon de spanning over de mosfet kan meten? 't enige wat ik kan bedenken is dat de mosfet doorlaat spanning zo laag kan worden dat ie onder de offset spanning van de opamp komt. Dan zou de mosfet in geleiding kunnen blijven als de stroom de verkeerde kant op loopt....

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/