Möglichst geringe Spannungsabfalldiode

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Ich ernte mithilfe einer abgestimmten Antenne auf meiner Platine Energie von einem NFC-Gerät. Mit dieser Methode kann ich ca. 3.05V erzeugen. Ich möchte einen Superkondensator mit dem vom NFC-Gerät gewonnenen Strom aufladen. Dazu habe ich die hier bereitgestellte einfache Diodenschaltung verwendet (und in Abbildung 1 unten gezeigt).

Das Problem, dem ich gegenüberstehe, ist, dass mein Schaltkreis mindestens 3 V benötigt, um unter Betriebsbedingungen zu arbeiten. Mit dem zusätzlichen Abfall durch typische Dioden glaube ich jedoch, dass es verschiedene Situationen gibt, in denen die erzeugte Spannung unter die erforderlichen 3 V abfällt. Gibt es Dioden mit extrem niedrigen Spannungsabfällen von weniger als 0,01 V? und ist das überhaupt möglich?

Bitte beachten Sie:

  • Meine Systemlast wird <5mA sein
  • Die erzeugten 3,05 V waren ohne Diode in der Schaltung

Bildbeschreibung hier eingeben

diodes energy-harvesting user3095420
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Es besteht das Problem, dass eine niedrigere Durchlassspannung größere Sperrkriechströme mit sich bringt. Wahrscheinlich können Sie die Durchlassspannung so niedrig einstellen, wie Sie möchten, indem Sie verschiedene Metalle in Kombination mit verschiedenen Halbleitern in einer Schottky-Diode auswählen. Sie sehen jedoch selten einen Vf-Wert unter 0,2 V. Dies ist wahrscheinlich die Grenze für eine sinnvolle Gleichrichtung.
Das Photon
Ich hatte Angst davor. Ich musste vielleicht einen supereffizienten Aufwärtswandler verwenden, es sei denn, jemand, der ein Hackmesser ist, kann eine Lösung finden
user3095420
Das Bild zeigt eine Solarzelle. Aber Sie benutzen tatsächlich eine Art RFID-Sache, oder? Was ist die Resonanzfrequenz?
mkeith
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Verwenden Sie vielleicht nur einen winzigen Ferritkerntransformator und einen Gleichrichter.
mkeith
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Ja. Deshalb fügen Sie nach dem Transformator einen Gleichrichter hinzu. Den Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Ich bin nicht sicher, ob es funktionieren wird. Welche Last auch immer Sie der Antenne hinzufügen, muss ausgewählt werden, um die Leistungsübertragung zu maximieren und die Resonanz nicht zu beeinträchtigen.
mkeith

Antworten:

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In dieser Situation kann ein idealer Diodencontroller und MOSFET angewendet werden - der Nettoeffekt ist der einer Iload * Rds (On) -Spannungsabfalldiode. Die wahrscheinlich einfachste Anwendung wäre der LTC4412 von Linear .

Engagierte Ladegerät-ICs für Superkondensatoren würden das Problem wahrscheinlich ebenfalls lösen, erfordern jedoch eine sorgfältige Spezifikation.

Dreiphasenaal
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Diese Lösung sieht so aus, als würde sie funktionieren, obwohl ich große Änderungen an meinem Board-Layout vornehmen müsste. Zu diesem Zeitpunkt wahrscheinlich meine einzige Option.
user3095420
Der LTC4412 wird eingeschaltet, wenn der Wechselstrom gleichgerichtet wird und der Gleichstrom 2,5 Volt erreicht, aber wohin geht es? 13,56 MHz, die auf das P-Kanal-Gerät angewendet werden, funktionieren einfach nicht als Spitzengleichrichter mit geringem Spannungsabfall.
Andy aka
@Andyaka - es scheint hier eine gewisse Verwirrung zu geben - wenn du mit ihm zusammenarbeiten kannst, um es zu klären, würde das helfen.
ThreePhaseEel
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Wann bist du mein Manager-Typ geworden?
Andy aka
@Andyaka - ich entschuldige mich, wenn Sie das als etwas anderes als einen Vorschlag verstanden haben.
ThreePhaseEel
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Schauen Sie sich die SM74611 Smart Bypass Diode von Texas Instruments an.


Durchlassspannung : Vf [V] = 26 mV bei 8 A, Tj = 25 ° C

Andere Alternativen:

LX2400 Cool-Bypass-Schalter (CBS) von Microsemi

Typische
Durchlassspannung VF = 50 mV bei 10 A, Tamb = 85 ° C

SPV1001 Cool-Bypass-Schalter (CBS) von STMicroelectronics

Vf [V] = 120 mV bei 8 A, Tj = 25 ° C
Vf [V] = 270 mV bei 8 A, Tj = 125 ° C

SBR30U30CT Super Barrier Gleichrichter von Dioden

Vf [V] = 190 mV bei 2,5 A, 125 ° C
Vf [V] = 250 mV bei 5 A, 125 ° C

Cyberponk
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Wenn Sie Ihrer Antennenspule einige Drahtwindungen hinzufügen, erhalten Sie wahrscheinlich höhere Spannungen und niedrigere Ströme, sodass Sie Schottky-Dioden verwenden können. Die Impedanzanpassung ist sehr wichtig, um HF-Energie zu gewinnen. Einige Ferritkerne könnten ebenfalls helfen, da sie mehr Energie einfangen. Die zum Schalten eines synchronen Mosfet-Gleichrichters mit 13 MHz erforderliche Energie ist wahrscheinlich höher als die gewonnene Energie.

Krufra
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Ein MOSFET ist besser als jede andere Diode und kann verwendet werden, wenn genügend Gleichspannung vorhanden ist, um das Gate anzusteuern. Bei niedrigen Strömen wäre dieser MOSFET billig und klein. Wenn Sie keine geeignete Gate-Spannung haben, gibt es andere Möglichkeiten:

  • Eine Germaniumdiode fällt weniger ab als die Si-Schottky-Diode.
  • Ein Ge Schottky wäre theoretisch noch besser, aber ich habe solche Geräte nicht gesehen.
  • Es gibt ein Gerät namens "Back Diode", das ich nicht verwendet habe, aber es könnte eine gute Leistung bringen.

Ansonsten gibt es Schemata, die Geräte im Verarmungsmodus verwenden, die mit sehr niedrigen Spannungen betrieben werden. Wenn es um den Verarmungsmodus geht, ist es einfacher, J-FETs als Mosfets zu finden.

Autistisch
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