Synchrongleichrichter

[andreas]

Hallo Jürgen,

ich habe noch gar keinen Ansatz dazu. Nur das Timing der Sache ist mir soweit klar...

Bei den Fets gilt es noch zu überlegen, ob man solche mit interner Freilaufdiode benutzt, welche gleich den Brückengleichrichter darstellen kann. Dann braucht man die Fets nur noch parallel dazu anzusteuern (so ein Fet kann ja prinzipiell in beide Richtungen Laststrom nehmen) und er den Spannungsabfall der eigenen Diode auf seinen On-Widerstand reduziert. Das wäre rein leistungsmäßig ein günstiger Weg, der als Fertigteil in To220 verfügbar ist.

Von der Polarität her sind N-Typen natürlich besser und billiger verfügbar, dank Koppler sollte auch die Ansteuerung schwimmend kein Problem sein. Es kann aber dennoch sinnvoll sein, allein wegen der Gatespannung oben und unten komplementäre Typen einzusetzen.

MfG. Andreas

[mario]

Hallo,

ich würde ja annehmen, dass auch hier wieder ein Prozessor zum Einsatz kommen sollte.
Ein Vergleich der Phasenspannungen mit den OPV´s dürfte aufgrund nichtlinearen Temperaturverhaltens
irgenwann eine Schaltverzögerung zur Folge haben und das Problem ist wieder da. Die
im Link gezeigten Schaltungen sind alle mit einem IC aufbaubar. Spätestens wenn ich 2 einsetze müßten
die siche exakt gleich verhalten, damit die Vergleiche der 3 Phasen auch stimmen. (Meine Vermutung)


Ich denke es ist vielleicht sinnvoll einen Prozessor mit AD Wandler und DigitalI/O zu verwenden. Damit kann ich die
3 Spannungen sehr genau vergleichen. Die Logik dahinter macht die Software- z.B. Beispiel wenn U1<U2 schalte
Ausgang x auf 1 und Ausgang y auf 0. Damit sollten dann auch leichte Phasenverschiebungen durch die Wicklungen sehr sauber
schalten.

Ob sich ein solcher Aufwand lohnt, ist noch zu klären. Wobei Prozessoren ja nicht wirklich teuer sind und ein Versuch ist allemal
interessant. Bin leider zur Zeit etwas eingeschränkt was die freie Zeit angeht.

Mario

[andreas]

Hallo Jürgen,

meine letzte Darstellung der Abläufe dürfte falsch sein, die Begründung und Schaltung schenke ich mir jetzt. Die Durchschaltzeiten der einzelnen Fets müssen länger sein, denn jeder führt für 120 Grad Strom, allerdings positiv und negativ um die Hälfte versetzt.

Ich habe mal eine simple Logik dazu gemalt, sie dürfte passen:

sync-gr1.GIF (7.91 KiB) 8690-mal betrachtet

Es werden die links einkommenden Phasen auf Spannungshöhe verglichen und daraus auch die negierten Aussagen gebildet. Für die passenden Bedingungen bekommt jeder der sechs Ausgänge einen Fet angeschaltet. Xp schaltet die positiven Fets, Xn die negativen.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Jürgen,

vermutlich bedarf die Logik noch einer Ergänzung: die Ausgänge sollten über FF geschaltet sein.

Begründung: Im Umschaltmoment von einer Phase zur nächsten wird die bisherige Phase etwas entlastet, weil dessen Fet abschaltet. Also geht diese Phasenspannung ein wenig hoch - umgekehrt wird die Folgephase durch Zuschalten dessen Fet belastet, diese Spannung geht ein wenig runter. Damit aber sind die Verhältnisse am Komparator plötzlich umgekehrt, er wird zurück schalten und die Schaltung schwingt dann im Umschaltmoment wild hin und her.

Um das zu vermeiden, sind zwei Ringschaltungen aus je drei FF sinnvoll (ein Ring für positiv und ein Ring für negativ), welche mit dem ersten Komparatorimpuls kippen und nur mit dem folgenden Impuls des nächsten Phasenwechsels rückgestellt werden.

MfG. Andreas

[jb79]

Klingt logisch.
Allerdings wird bei Verwendung eines Pufferkondensators die Phase beim Abschalten kaum entlastet, weil der Ladestrom da schon vorbei ist bzw schon abgeflacht ist.
Meinst du ein RC Glied an den Eingängen der Schaltung könnte die Oszillation dämpfen oder unterdrücken?
Vielleicht kannst du bei Gelegenheit ja noch die Schaltung komplettieren.

[andreas]

Hallo Jürgen,

die Entlastung der Phase beim Abschalten findet in jedem Fall statt, von daher muß man darauf achten. Ob nun Pufferelko oder nicht, die gerade aktive Phase liefert den Laststrom und wird beim Entlasten nach oben gehen.

Die Erweiterung der Schaltung ist übrigens simpel: Alle And-Gatter am Ausgang werden durch 3er Nands ersetzt und die Ausgänge in der richtigen Reihenfolge auf den dritten Nand-Eingang der Vor-Phase gelegt. Der Ausgang Rp sperrt Tp, der Ausgang Sp sperrt Rp und der Ausgang Tp sperrt Sp. Unten ebenso für die negativen Ausgänge...

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Jürgen,

nachdem ich eine Weile darüber nachgedacht habe und beim Sammeln der Zutaten bin, ist mir noch eine Kleinigkeit aufgefallen, die man vielleicht berücksichtigen sollte. So eine klassische Gleichrichtung produziert ja einen Spannungsverlauf am Ladeelko, der leicht sägezahnförmig aussieht. Dort sieht man die Spannung am Elko, die bei geringer Last gleichmäßig herunterfällt, bis die nächste Phasenspitze vorbeikommt und die Spannung wieder anhebt. Eine stumpf nach den Phasenspannungen gesteuerte Lösung bietet das nicht. Sie hebt die Spannung in der Phasenspitze ebenfalls an, wird sie aber dann bis zur Übergabe an die nächste Phase wieder herunter ziehen wollen. Sinnvoll ist das bei Teillast nicht, bestenfalls bei Vollast akzeptabel. Und es hebelt die Siebwirkung des Ladeelkos fast komplett aus, eher ungünstig. Mal ganz abgesehen davon, daß der Brumm bei Drehstrom sonst eher gering ist...

Vermutlich braucht man einen anderen Ansatz zum Steuern der Schalter-Fets. Von der Logik her nicht viel anders als bisher, aber auf die Phasenspannung gegen die Elkospannung bezogen, das scheint mir sinnvoller zu sein. Alles, was über (oder unter für die negative Seite) Elkospannung kommt, wird durchgeschaltet, beim geringsten Minuswert muß man wieder abschalten. Da ein jeder Fet auch einen Innenwiderstand und damit einen Spannungsabfall hat, ist die Lage der Spannung darüber als Schaltkriterium auswertbar.

MfG. Andreas

[jb79]

Kurz gesagt: es wird sehr kompliziert mit der Schaltung. Gibts fertige ICs für den Einsatzzweck, oder ist das Einsatzgebiet einfach zu klein (vermute ich jedenfalls), um eine solche Schaltung zu bauen. Scheint so als müßten wir weiter nach Schottky Dioden suchen, die bei großen Strömen eine möglichst geringe Flußspannung haben, hab mal bei IXYS was gefunden, da gibts z.B. ne Doppeldiode (2x30A) mit 150V Spannungsfestigkeit und einer Flußspannung von maximal 0,81V bei 30A und 25°C. => DSSK60-015A.

[bernhard8]

Ich denke auch dass eine passive Lösung mit 6 Dioden reichen müsste. Schön wärs wenn man alles als vernünftiges Modul mit Schraubanschlüssen und Kühlkörper Montagemöglichkeit kriegen würde. Ein fertiger Brückengleichrichter mit vernünftiger Flusspannung halt.

[jb79]

Vielleicht findest du da was von dem Hersteller. Kannst aber auch 3 von diesen Modulen nehmen und entsprechend verschalten.
Oder du kaufst di vom Kleinwindanlagen Shop.