Diodenverluste unvermeidlich ?

[andreas]

Hallo,

@MyCo: Es gibt schon seit mehreren Tagen taugliche P-Fets. Der in meinem Abwärtswandler kann etwa 70 A in T0220 (Standardteil von Reichelt) schalten. Den Strom nutze ich allerdings nicht aus, denn das Windrad gibt höchstens ein Zehntel davon her. Ich kenne keine einzige Diode in diesem Gehäuse, was solche Belastungen übersteht.

Vielleicht sollte ich noch erwähnen, daß man Fets als Gleichrichter immer revers betreibt (weil: Fets funktionieren lastseitig in beiden Strom-Richtungen). Insofern wirkt die interne Schutzdiode als Gleichrichter, auch wenn der Fet als solches noch nicht arbeitet. Erst, wenn der Fet dank genug Spannung am Gate übernimmt, stellt sich der erwünschte Effekt der geringen Gleichrichter-Verlustleistung ein.

Das erfordert dann aber auch eine passende Ansteuerung, welche nicht nur mit einem Widerstand zu erledigen ist.

MfG. Andreas

[bernhard8]

Mit einem PMOS wird das aber nur bei kleinen Strömen was bringen. Ich habe zB einen FQA22P10 im Einsatz. Der hat einen RDSon von 0,125Ohm. Bei 5-10A Strom wäre der Spannungsabfall schon wieder gleich gross wie bei einer Diode.

Bei den PMOS ist der RDSon grösser. Ich weiss nicht ob es noch bessere Typen mit wesentlich besseren Werten gibt. Wirklich effizient wird das ganze nur mit guten NMOS Fets. Allerdings ist dort die Ansteuerung schwieriger.

[andreas]

Hallo Bernhard,

es gibt heute auch brauchbare P-Fets für einige Ampere. Mein Abwärtswandler hat einen Irf4905 drin, der ist mit 20 mOhm angegeben. In meinen Akkupacks stecken je zwei Tpc8107 drin, welche es auf 5,5 mOhm bringen. Der von Dir angezogene Typ ist schon etwas älter und hat nicht so gute Werte.

MfG. Andreas

[Wolle]

Hier ist ein P-Channel MosFet mit einen schon ganz guten RDS(on):

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- ... F4905.html

Jetzt noch meine Frage:

Mit wieviel mA muss ich rechnen?, um die Gate-Kapazität schnell genug um zuladen, damit ich den Vorwiderstand für die Z-Diode berechnen kann?

Grüße

[jb79]

Ein Mosfet wird nicht über den Strom, sondern über die Spannung gesteuert.
Solange du im Niederfrequenzbereich bleibst (sagen wir mal bis 1kHz) ist die Gatekapazität irrelevant.
Erst bei hohen Schaltfrequenzen muß ein entsprechend hoher Strom fließen, um die Gatekapazität in der notwendigen Geschwindigkeit laden bzw. entladen zu können.
Du kannst bei niedrigen Frequenzen also einen relativ hohen Widerstand nehmen, da kaum ein meßbarer Gatestrom fließen wird.

Die Idee wäre also, einen Brückengleichrichter wie weiter vorne mit den 4 Mosfets aufzubauen und dann hinten dran noch einen Mosfet zu hängen, der von einem Komperator angesteuert wird.
Der Komperator vergleicht die Spannung vor und nach dem 5. Mosfet. Solange die Spannung vor dem Mosfet größer ist (der Kondensator danach also geladen wird) wird der Fet durchgesteuert, sobald die Spannung sinkt bzw. sich umkehrt schaltet man einfach ab bis die Spannung vom Gleichrichter wieder größer als die Kondensatorspannung ist.

[MyCo]

Ganz so groß kannst du den Widerstand nicht machen, sonst produzierst du mehr Wärme als Ausgangsleistung

Was man auch noch beachten muss, sind die Angaben von VGS, der Mosfet hat ein max. VGS von +-20 V, als der Generator sollte demnach nicht mehr als 20V~ pro Phase bringen.
Und nochmal zu dem RDS(ON), da steht zwar, das er nur 20mOhm beträgt, das ist aber ausschließlich bei VGS = 10V, bei VGS = 4,5V liegt er bei 1Ohm. Das heißt wenn der Generator 10A bei 4,5V~ bringt, dann verheizt du 45W... aber in Wirklichkeit verheizt man noch mehr, weil der Mosfet bei dem Gleichrichter nicht geschaltet sondern geregelt (VGS steigt und fällt sehr langsam).

[Wolle]

@ MyCo:

Die max. Wechselspannung die der Generator abgeben darf sind ca. 14V , weil 20V : 1,41 = 14,2V~

Mal meine Überlegung dazu:

Die meisten Laden doch eh Ihren Akku direkt, für Blei mit 13,8V!
Da das Laden des Akku wie ein Kurzschluss wirkt, kommen die meisten kleineren Generatoren sowie so nicht über die "aktuelle Akkuspannung",
also die Spannung, die der Akku gerade hat.
Demnach bräuchte man keine Begrenzung der Gate-Spannung aber ich gebe zu, dass das Ganze ziehmlich an der Grenze läuft.

@ jb79:

Wenn der MosFet sperrt, dann werden doch die Ko´s durch die nachgeschaltete Last gleich wieder entleert und der Fet müsste wieder speeren
--> Könnte es sein, das der Mosfet dann quasi "fast" ständig durch geschaltet ist, weil die Ko´s ständig entladen werden?

Ab es mir gerade nochmal durch den Kopf gehen lassen, hast Recht, wenn ich z.B. dirkt den Akku dran hätte, würde dieser über den Mosfet-Gleichrichter geleert.

Mit den OPV, das meintest du bestimmt so: http://www.mtb-news.de/forum/showthread ... 35&page=11

[MyCo]

@Wolle, die Schaltung auf der Seite ist komplett nutzlos. Der 5. Mosfet ist da wirkunglos, egal wie der schaltet, das einzige was da arbeitet ist die Freilaufdiode.

[Wolle]

Das hab ich mir auch schon gedacht aber vllt. wollte der die im MosFet vorhandene Diode simulieren.
Die ist ja nun mal vorhanden und wenn der Fet zum richtigen Zeitpunkt durchschaltet, dann spielt die Diode beim laden des Kos keine Rolle mehr.
Der Strom wird dann den Weg durch den Fet gehen...

[andreas]

@myco: das eine Ohm Rdson für den Irf4905 hätte ich gern mal belegt oder vorgerechnet bekommen. Laut Datenblatt kann es diesen Zustand selbst bei minimal angegebener Vgs gar nicht geben.

MfG. Andreas