Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet Gleichrichter


von Steffen M. (ixi)


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Hallo, Ich möchte einen Mosfet Gleichrichter aufbauen- so wie er hier 
beschrieben ist: http://fahrradzukunft.de/14/mosfet-gleichrichter/ 
(verwendet zwei N/P channel Mosfets mit jeweils maximaler Gate Source 
Spannung von 20V und zwei Zener Dioden zur Spannungsbegrenzung von je 16 
V). Allerdings möchte ich Mosfets mit maximaler Gate-Source Spannung von 
8 V (statt in dem Beispiel 20 V verwenden). Dazu muss ich natürlich 
Zener Dioden mit niedrigerer Zener Spannung als 16 V verwenden. Das 
Ganze sollte auch noch bei 50 V funktionieren und ich bin mir nicht 
sicher ob 6,8 V Zener Dioden 
(http://www.mouser.com/ds/2/427/bzt52-106265.pdf ) oder besser 6,2 oder 
sogar 5,6 V zu verwenden sind.  Theoretisch müsste das mit 6,8 V (zur 
Spannungsbegrenzung auf unter 8V) ja reichen- oder übersehe ich da was?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Steffen Müller schrieb:
> Das Ganze sollte auch noch bei 50 V funktionieren
Kann es ja gar nicht, denn die Z-Dioden werden das (hoffentlich) im 
Rahmen ihrer Möglichkeiten auf ca. 7..8V begrenzen...

Die Schaltung dort funktioniert nur, weil der Fahrraddynamo eine 
Stromquelle ist, die ungestraft kurzgeschlossen werden darf. Darfst 
du das mit deiner 50V Quelle auch machen?

Oder andersrum: warum willst du unbedingt eine noch höhere Spannung mit 
noch "schlechteren" Mosfets gleichrichten? Und vor allem: woher kommt 
die Spannung?

> Theoretisch müsste das mit 6,8 V (zur Spannungsbegrenzung auf unter 8V)
> ja reichen- oder übersehe ich da was?
Grau ist ale Theorie...
Wenn da nur ein klitzekleiner Spannungsspike zusätzlich auftritt, dann 
ist das Ding eben gleich kaputt, weil du deine Mosfets eh' schon immer 
am ABSOLUTEN MAXIMALWERT (das steht nicht umsonst so exponiert im 
Datenblatt!) betreibst. Beim Automotor steht ja auch: Maximaldrehzahl 
6000/min, und es kommt keiner auf die Idee, das Ding dauerhaft in 
diesem Bereich zu betreiben...

: Bearbeitet durch Moderator
von Steffen M. (ixi)


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Eingangsspannung kommt von einer Wechselspannungsquelle, die etwa 5V 
liefert und im Extremfall eben kurzfristig auch deutlich mehr bringt. 
Hinter dem Gleichrichterausgang ist eine LED-Schaltung. Bei Tests läuft 
das alles sehr stabil. Wäre eben die Frage, ob die Mosfets bei längerem 
Betrieb und gelegentlichen Spitzen Schaden nehmen können bzw. wie man am 
besten die Zenerdioden wählt, um das sicher abzufangen.

von Udo S. (urschmitt)


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Steffen Müller schrieb:
> Eingangsspannung kommt von einer Wechselspannungsquelle, die etwa 5V
> liefert und im Extremfall eben kurzfristig auch deutlich mehr bringt.

Und was denkst du werden deine 2 Z Dioden machen, wenn die Quelle 
"kurzfristig deutlich mehr bringt"?
Wenn die nicht nur mehr Spannung sondern dann auch genügend Strom "mehr 
bringt" werden deine Z Dioden am Eingang fiedlich vor sich hin 
schmauchen, bis sie allen magischen Rauch abgegeben haben, und ohne den 
können sie nicht funktionieren.
Bleibt nur zu klären ob die Z Dioden danach eine Unterbrechung oder 
einen Kurzschluss bilden. :-)

von foo (Gast)


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Steffen Müller schrieb:
> möchte einen Mosfet Gleichrichter aufbauen- so wie er hier
> beschrieben ist:

Das ist kein Gleichrichter, sondern eine Verpolungschutzschaltung.
Wenn du da auf der Gleichspannungsseite einen Akku oder oder einen 
größeren Elko hast, wird der Wechselstromgenerator abrauchen...

von Stefan F. (Gast)


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> Wäre eben die Frage, ob die Mosfets bei längerem
> Betrieb und gelegentlichen Spitzen Schaden nehmen können

Das wird ganz sicher der Fall sein.

Informiere dich mal, wo genau die MOSFETS besonders empfindlich sind. Es 
gibt ja durchaus welche, die 100V an der D-S Strecke vertragen, aber nur 
20V an der G-S Strecke.

Die Eingangsspannung (D-S Strecke) würde ich mit einem L/C Glied und VDR 
begrenzen.

Für die Gates könntest du Widerstände und Z-Dioden verwenden.

von Steffen M. (ixi)


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Im Artikel wird das Ganze Mosfet-Gleichrichter genannt- deshalb habe ich 
es auch so verwendet. Dort handelt es sich um 20 V Mosfets (Gate/Source) 
bzw. 30 V Drain Source und das macht einen soliden Eindruck und ist 
sicherlich gut ausgetestet. Ging mir ja hauptsächlich um die 
Dimensionierung der Zenerdioden. Wenn 16V für 20 V Mosfets reichen, 
müsste ich bei 8 V Mosfets mit 6,2 V Zenerdioden hinkommen- soweit die 
einfachen Überlegungen...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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foo schrieb:
> Das ist kein Gleichrichter, sondern eine Verpolungschutzschaltung.
Jeder Gleichrichter ist im tiefsten Inneren eine 
Verpolungsschutzschaltung...

Udo Schmitt schrieb:
> Bleibt nur zu klären ob die Z Dioden danach eine Unterbrechung oder
> einen Kurzschluss bilden. :-)
Erst einen Kurzschluss. Bei länger und mehr Strom dann eine 
Unterbrechung...

Steffen Müller schrieb:
> Wäre eben die Frage, ob die Mosfets bei längerem Betrieb und
> gelegentlichen Spitzen Schaden nehmen können
Die Mosfets können schon bei einmaligem kurzzeitigen Überschreiten der 
Ugsmax Schaden nehmen. Sie können das aber auch beliebig lang aushalten. 
Im ersten Fall wars Pech, im zweiten Glück...

Steffen Müller schrieb:
> Ging mir ja hauptsächlich um die Dimensionierung der Zenerdioden.
Die eigentlich Frage ist doch: DARFST du da einfach ungestraft Z-Dioden 
anbringen? Kommt deine Spannungsquelle dmait klar? Überleben die 
Z-Dioden das Anlegen von 50V über den unbekannten Innenwiderstand der 
Quelle?

von Steffen M. (ixi)


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Für die Spannungsquelle (Generator) und die LEDs haben wir keine 
Probleme- da baut sich nichts Großes auf. Das Gleiche sollte auch für 
die Z-Dioden gelten. Die Zenerdioden müssen nur extrem kurz eine höhere 
Spannung abfangen (wobei 50V wohl etwas hoch gegriffen war- sind kaum 
mehr als 20-25 V). Werde einfach mal einen Aufbau testen (mit 6,2 V 
Zenerdioden) und sehen was passiert.

von Harald W. (wilhelms)


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Steffen Müller schrieb:

> Eingangsspannung kommt von einer Wechselspannungsquelle, die etwa 5V
> liefert und im Extremfall eben kurzfristig auch deutlich mehr bringt.

Sinnvoll zur Simulation eines Fahrraddynamos wäre eher eine 50V-
Spannungsquelle mit 100 Ohm in Reihe. Gerade weil ein Fahrraddynamo
zumindest annähernd eine Stromquelle ist, bringt eine Gleichrichtung
per MOSFET auch nur wenig Gewinn. Die paar zehntel Volt zusätzliche
Eingangsspannung für einen normalen Brückengleichrichter kann der
Dynamo problemlos aufbringen.
Gruss
Harald

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Steffen Müller schrieb:
> Die Zenerdioden müssen nur extrem kurz eine höhere Spannung abfangen
Das ist schon unglaublich zäh hier...
http://de.wikipedia.org/wiki/Salamitaktik

> Die Zenerdioden müssen nur extrem kurz eine höhere Spannung abfangen
Welchen Strom müssen sie dabei ableiten können?

> Werde einfach mal einen Aufbau testen (mit 6,2 V Zenerdioden) und sehen
> was passiert.
Das ist auch eine Möglichkeit...

von Matthias L. (Gast)


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von Steffen M. (ixi)


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Danke für den Link. Ich wusste gar nicht, dass es das als kompaktes 
Bauteil gibt. Scheint aber leider recht teuer zu sein (über 4 US$). Aber 
zum Testen sicherlich interessant.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Steffen Müller schrieb:
> Ich wusste gar nicht, dass es das als kompaktes Bauteil gibt.
So gut das Teil ist und in der Praxis funktioniert: daran ist nichts 
wesentlich kompakter als das, was du schon hast, denn du brauchst 
trotzdem noch die 4 Mosfets.

Und die Fragen zum Thema "Z-Diode" sind noch nicht gelöst...

von Matthias L. (Gast)


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>Scheint aber leider recht teuer zu sein (über 4 US$)

Vier Dollar sind teuer? Dann überleg mal was die ganzen Bauteile 
Drumherum kosten. Mal von der "Entwicklung" bzw. dem zusammenbauen und 
Dimensionieren abgesehen. Ein IC, vier Fets und ein Elko. Fertig.

Immerhin ist dort auch das Problem gleich gelöst:
>>Die aufwändigere Version. Dazu muss man die Mosfets dazu bringen, genau >>dann 
zu sperren, wenn die gleichgerichtete Spannung gerade kleiner wird >>als die 
Spannung, die mit dem Kondensator gepuffert wurde.


Was willst Du mehr?

von Steffen M. (ixi)


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Der Generator hat eine Leistung von weniger als 0,5 Watt und die 
Zenerdioden halten jeweils 0,5 Watt aus. Damit dürfte denen nicht viel 
passieren können. Ich muss wohl zur ZenerSpannung von 6,2 V die 
Durchbruchspannung der jeweils anderen Z-Diode in Durchlassrichtung 
addieren ? Damit komme ich auf knapp 7V. Dann haben natürlich noch die 
Z-Dioden eine gewisse Toleranz. Insgesamt würde das mit ner 6,8V 
Zenerdiode beispielsweise sehr knapp mit der 8V Grenze für die Mosfets 
werden. Ob 6,2 V oder noch weniger passt geht wohl nur über ein paar 
Versuche...

von Steffen M. (ixi)


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Danke- hatte die Antwort übersehen bevor ich die nächste abgeschickt 
habe ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Steffen Müller schrieb:

> Der Generator hat eine Leistung von weniger als 0,5 Watt

Von was für einem Generator sprichst Du denn?

von Steffen M. (ixi)


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