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Elektronik-Stammtisch
Aktive Gleichrichtung fürs 12V-Trafonetzgerät ausprobiert
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Geschrieben am: ....... 01.11.16 11:56

Autor: ................... BESUPREME 

Admin


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Aktive Gleichrichtung fürs 12V-Trafonetzgerät ausprobiert

Vielleicht entsinnt sich noch jemand, ich hatte vor ungefähr 5 Jahren mal mein MOSFET-Netzgerät vorgestellt. Einstellbar von 10-14V Ausgangsspannung, maximal 4A, lief mit 11,5V/50VA Trafo.
Nun, zum schnellen volladen eines Autoakkus war die interne Zwischenspannung etwas schwach. Bei 14V kamen nur noch so 1-2A raus bzw. die Ausgangsspannung hatte Brumm. Glücklicherweise lief mir ein kleiner Ringkerntrafo zu, 12V/60VA. Unglücklicherweise war dessen Ausgangsspannung aber etwas weicher. Mit der Folge, daß sich an der Zwischenspannung überhaupt keine Änderung ergab.

Aber so schnell geb ich nicht auf. Zuerst versuchte ich, die 8 kleinen Schottkydioden, aus denen der Brückengleichrichter gebaut war, gegen 8 größere Doppeldioden auszutauschen. Das war schon mal besser als vorher, die Zwischenspannung war etwa 0,5V höher.
Dann entsann ich mich, es gab so eine Schaltung zur aktiven Gleichrichtung mit MOSFETs. Für die (-)-Seite alleine kommt man dabei ohne weitere aktive Bauteile aus, man braucht nur noch 2 Widerstände, un das Potential zwischen Trafo und Minuszweig fest zu definieren.
Ergebnis an der Zwischenspannung: Vorher Leerlauf 16V / Vollast 14,3V. Jetzt Leerlauf 17,5V / Vollast 15,1V. Erfolg. Hier die Schaltungsänderung:

Die Doppeldioden im rechten Planauszug hab ich je 2x eingebaut. Falls es noch jemanden interessiert, hier die ganze Schaltung:

Alle neu eingebauten Teile kamen aus einem verschrotteten alten PC-Mainboard. Mit denen wurde die CPU-Spannung gemacht.
Man merkt die bessere Gleichrichtung auch an der Wärme. Die ursprünglichen Dioden wurden alle warm. Jetzt werden die Doppeldioden deutlich weniger warm, und die beiden MOSFETs bleiben ganz kalt.

Zuletzt bearbeitet am 01.11.16 12:53

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Geschrieben am: ....... 01.11.16 22:37

Autor: ................... posti 

Admin


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Re: Aktive Gleichrichtung fürs 12V-Trafonetzgerät ausprobiert

Hi

Woher kommt die so viel höhere Leerlaufspannung?
Vorher 2 Dioden im Strompfad, jetzt Eine und ein FET - hätte ich nicht mit gerechnet.

Wie sicher ist es, daß sich der Strom in den Duo-Dioden halbwegs gleichmäßig aufteilt?
Denke, Du hast jeweils zwei Dioden genommen, um den anteiligen Strom 'in Grenzen' zu halten.
Sobald die Erste stirbt, wird die Nächste nicht lange auf sich warten lassen, oder?

Weiter hast Du jetzt zwar mehr Spannung, aber der Verlust unter Volllast (2,4V weniger zu 1,7V weniger) ist um die Hälfte gestiegen, oder wo rechne ich falsch?

MfG
posti, powerd by Linux Mint 18 (nicht mehr Ubuntu 14.04 Gnome_Classic *schüff*)

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Geschrieben am: ....... 02.11.16 01:49

Autor: ................... BESUPREME 

Admin


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Re: Aktive Gleichrichtung fürs 12V-Trafonetzgerät ausprobiert

Ich wollte 14V mit 3-4A zur Verfügung haben. Die Regelschaltung braucht dann ca. 0,7V hauptsächlich wegen dem 0,15Ω-Widerstand. Alles weitere ist Regelreserve und Brummvermeidung.

An den MOSFETs in der unteren Gleichrichterhälfte fallen so 40-60mV ab, sagt mein Schätzoskop. Das ist viiel besser als die ca. 1-1,3V einer normalen Siliziumdiode oder als die 0,6-0,9V einer normal bemessenen Schottkydiode. In der kurzen Zeit des Spannungsscheitels fließen ja locker 10-20A, wenn hinten 4A rauskommen sollen.
In der oberen Hälfte hab ich 2x2 Doppeldioden mit 55A Stromtragfähigkeit je Doppeldiode. Da die Dioden auch im alten Mainboard alle parallel waren, ging ich von einer brauchbaren Paarung aus. Hab ich auch nachgemessen: bei knapp 4A 415mV +/-6mV jede Diode. Die fast 4-fache Stromtragfähigkeit gegenüber vorher reduziert den Spannungsabfall um ungefähr 0,3V.

Da der aktuelle Ringkerntrafo eher weich ist, wird der Unterschied zwischen Leerlaufspannung und Vollast irgendwo im Phasenwinkel landen - jedenfalls bleibt der Trafo kühl auch nach 10 Stunden Vollast.
NB: Alle Dioden sitzen auf dem gleichen fett verzinnten Stückchen Kupferplatine. Die werden schön gleich warm.

Zuletzt bearbeitet am 02.11.16 01:59

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Geschrieben am: ....... 04.11.16 12:11

Autor: ................... BESUPREME 

Admin


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Re: Aktive Gleichrichtung fürs 12V-Trafonetzgerät ausprobiert

Nachtrag Bild. Alles SMD, aber bei den Bauteilen selbst für ungeübte machbar.

Oberes Pad Plus, mittlere Pads Trafo, Leiterbahn am Rand Minus. Gates mit Drähtchen angeschlossen, ich wollt keine neue Platine ätzen.

Der größere Spannungseinbruch bei Vollast kommt wohl auch daher, daß ich jetzt doppelt so viel Strom habe bei 14V Ausgangsspannung. Ich hatte beim Autobatterie laden gemessen, weil das der zu optimierende Zustand war.
--
Weil's mich interessiert hat, die Gegenüberstellung von alt nach neu in einer LTSPICE-Simulation: http://www.strippenstrolch.de/stammtisch...p;id=1478546173 Interessant, was sich da alles ändert!

Zuletzt bearbeitet am 07.11.16 20:17

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