Warum behauptet dieser Brückengleichrichter, keinen Durchlassspannungsabfall [Diode] zu haben?

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Ich sagte: "OK, das ist machbar." Aber dann verfolgte ich, wie es funktionierte, und blockierte einfach den Strom durch Drain und Source, wenn ein P- und ein N-Paar in Sperrrichtung vorgespannt sind. dann, wenn das andere P- und N-Paar in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, fließt Strom durch Vorwärtsdioden; dann abwechselnd ... Dann ist es dasselbe, man verwendet nur Dioden, um Rectify zu überbrücken. Schlimmer noch, MOSFETs haben im Allgemeinen keinen niedrigen Diodenspannungsabfall ... Oder vielleicht fehlt mir hier etwas ...

mosfet rectifier kozner
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könnte bei einer 25VAC-Versorgung mit einem Kondensator als Last interessant sein. es würde Strom am Abhang des Sinus zurückfließen lassen,
Jasen
Gefälle von positiv oder negativ?
Kozner
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"runter" vom Gipfel
Jasen
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Der Trick, auf den sich die Schaltung verlässt, ist die Verwendung von MOSFETs als perfekte Gleichrichter, denn wenn sie darauf basieren, leiten sie in beide Richtungen
Jasen
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Sie können dies als eine Art synchrone Gleichrichtung mit dem von der Eingangsspannung gelieferten Schaltsignal betrachten. Es hat nur einen geringen Widerstand, wenn die Spannung hoch genug ist, um die MOSFETs einzuschalten. Und die MOSFETs müssen die maximale Spitzenspannung als Vgs tolerieren (normalerweise 8V-20V absolutes Maximum). Dies sind etwas widersprüchliche Einschränkungen - MOSFETs, die sich bei einer niedrigeren Spannung einschalten, haben tendenziell niedrigere Vgs (max). Natürlich können Sie Zenere und Widerstände hinzufügen, um dies zu handhaben, und wenn der Eingang eine Rechteckwelle ist, spielt die Niederspannungsbeschränkung keine große Rolle.
Spehro Pefhany

Antworten:

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Schauen Sie sich nur an, wie die Vorspannung funktioniert:

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Mit positiv auf der oberen Eingangsschiene ist der untere linke N-Kanal-FET eingeschaltet und mit negativ auf der unteren Eingangsschiene ist der obere rechte P-Kanal-FET eingeschaltet.

Andy aka
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@kosner: Und wenn der FET eingeschaltet ist, verhält er sich wie ein sehr niedriger Widerstand, der die Diode umgeht. Wenn zum Beispiel der Einschaltwiderstand Rds 0,1 Ω beträgt, beträgt der Spannungsabfall bei 1 A 0,1 V. Für die Diode beträgt er 0,7 V. Verdoppeln Sie diese Zahlen für einen Brückengleichrichter, und Sie sehen den Vorteil: insbesondere in Niederspannungskreisen. Die Diode ist übrigens ein Nebeneffekt der FET-Konstruktion - sie wird nicht hinzugefügt.
Transistor
"Ja wirklich?" Sie, Andy, sehen nicht, dass es nicht funktioniert? Lassen Sie uns nur die positive erste Halbperiode diskutieren, wie Sie oben erwähnt haben ... Also, was ist das obere rechte PMOS und das untere rechte NMOS? Die positive Wechselstromschiene ist immer noch höher als der Kathodenausgang (es sei denn, es gibt danach ein Kondensatorfilter). Es geht also von Drain zu Source-Anschlüssen des PMOS, aber das passiert nie, selbst wenn das PMOS eingeschaltet ist (oder wenn kein Spannungsausfall auftritt). Es gibt jedoch immer eine Diode, so dass sie dort durchgeht. Gleiches gilt symmetrisch für das NMOS. Hör auf, die Diskussion irrezuführen.
Kozner
@kozner Ich versuche wirklich zu verstehen, wovon du sprichst und warum du denkst, dass ich eine Diskussion irreführe.
Andy aka
In Ordnung, in einem NMOS, in dem Source höher als Drain ist (oder für jeden MOSFET, der umgekehrt vorgespannt ist, auf den sie normalerweise vorgespannt sind), fließt der Strom von Source zu Drain durch den Kanal (oder Drain zu Source in einem PMOS). ob der MOSFET eingeschaltet ist und nicht nur die Body Diode? Das heißt, ist der Strom durch den Kanal bidirektional?
Kosner
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@ Kozner, ja. Wenn es eingeschaltet ist, verhält es sich wie ein Widerstand. Siehe meinen ersten Kommentar. Ich denke, Sie müssen beim Schreiben etwas mehr Sorgfalt walten lassen. Sowohl Andy als auch ich haben Schwierigkeiten zu interpretieren, was Sie sagen, weil Sie schlecht schreiben. Wenn Sie jetzt Andys Antwort verstehen, sollten Sie Ihre Behauptung zurückziehen, dass er die Diskussion irreführt.
Transistor
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Der Gleichrichter hat keinen Spannungsabfall bei keinem Strom. Die Verfügbarkeit niedriger RDs an Mosfets bedeutet, dass der Spannungsabfall sehr gering sein kann. Er kann niedriger sein als bei einer Shottky-Diode. Der effektive Widerstand ist die Summe aus N-Chan und P-Chan Ich habe dies in einem früheren Leben getan, aber für die Produktion habe ich einen Dual Schottky anstelle der 2 P Chan Fets verwendet. Der P-Kanal war vor 25 Jahren eine große Strafe, also dachte ich, dass 2 n Chans und 1 Dual Schottky ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Für ein 12-V-10-Ampere-Batterieladegerät war alles in Ordnung. Heutzutage kann der P-Kanal abhängig von Ihrer Anwendung wirtschaftlich sein. Denken Sie daran, dass Sie, wenn Sie den P-Kanal in eine große Elektrolytkappe stecken, etwas gegen hohe Rückströme tun müssen. Möglicherweise eine Fiodenverbindung oder ein Rückstromgefühl, das die Tore schließt.

Autistisch
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Benutzer: Beachten Sie, dass dieser Stromkreis - während er gleichgerichtet ist - den Rückfluss nicht verhindert. Sie benötigen so etwas wie einen einzelnen Schottky am Ausgang, um dies in einem AC / DC-Wandler effektiv nutzen zu können.
jp314
@ jp314: Warum ist das so? Mein Verständnis ist, dass wenn es keinen Wechselstrom gibt und während der Niederspannungsabschnitte des Wechselstromzyklus die FETs nicht vorgespannt sind (also einen hohen Widerstand haben) und die Dioden in Sperrrichtung vorgespannt sind. Wie kommt es zu Rückstrom?
Transistor
Wenn eine Ausgangsspannung vorliegt (z. B. ein Speicherkondensator), entlädt sich dieser Kondensator in die Wechselspannungsquelle (z. B. eine Transformatorsekundärseite).
jp314
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Es gab hier einige Kommentare und Antworten zum Ausfall des MOSFET-Brückengleichrichters: Dieser leitet in beide Richtungen. Wenn Sie also eine kondensatorgefilterte Stromversorgung haben, werden die Kondensatoren einfach über die AC-Abwärtsneigung zurück zur Quelle geleitet .

Es gibt einige kommerzielle Lösungen für dieses Problem: mindestens zwei, die ich kenne, den LT4320 und den LM74670-Q1.

Siehe https://www.analog.com/de/products/lt4320.html#product-overview und https://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2016/01/11/a-novel -Ansatz-zu-Vollwellen-Brückengleichrichter-Design

Mike S.
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Ich habe diesen Gleichrichter in LTSpice getestet. Mit nur einer ohmschen Last funktionierte es einwandfrei und erzeugte einen gleichgerichteten Vollwellenstrom über dem Lastwiderstand mit einem sehr geringen Spannungsabfall in den Transistoren (abhängig vom Einschaltwiderstand, nicht von der Durchlassspannung der Körperdiode).

Dann habe ich einen Kondensator hinzugefügt, um daraus einen kontinuierlichen Gleichstrom zu machen. In diesem Fall ist der Gleichrichter völlig ausgefallen. Wenn über dem Kondensator eine Spannung anlag, leiteten die MOSFETs in die falsche Richtung und ließen den Strom wieder zur Wechselstromquelle zurückfließen.

Wenn Sie die beiden P-MOS-Transistoren durch zwei Dioden ersetzen, funktioniert dies, da die Dioden jeglichen Rückstrom blockieren. Deshalb hat die Lösung von Autistic funktioniert (beschrieben im letzten Beitrag).

Jens Hallgren
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