En busca del rectificador ideal

[Botijo]

Interesante experiencia. Me gustaría saber cual es la caída en el puente y si es posible en las dos clases de "diodos", es decir en los MOS-FET y los Schottky, SIN condensador de filtro.
El filtro con solo condensador es un "palo" tanto para el transformador como para los diodos, y también para el condensador, porque circulan por ellos elevados picos de corriente de corta duración.

Hace años intervine en una fuente sencilla, transformador-rectificador-condensador, para servicio continuo, a la intemperie y necesariamente elevado MTBF (Midium Time Before Faillure). El problema era que los condensadores electrolíticos se secaban y los diodos se calentaban mucho.
Cambié el sistema de filtro, añadiéndole una Inductancia. El rendimiento mejoró mucho (menos calor disipado), tanto en el secundario del transformador, como en los diodos y en los condensadores, que duraban mucho más tiempo. El "precio" fue incluir una autoinducción casi tan grande como el transformador.
El filtro L-C tiene también una desventaja, si la carga es inferior a un mínimo, la tensión de salida sube, pasa a ser teóricamente de = Tensión secundaria x 0,9 a Tensión secundaria x 1,41, porque la impedancia de la inductancia cae en relación a la carga cuando es ligera, que obliga a una mayor tensión máxima en el condensador, si la fuente tiene que trabajar sin carga en algunos momentos.
En mi caso, esto no era problema porque la fuente actuaba con carga permanente.

Mi intención es evaluar como mejoraría el rendimiento con una fuente similar con "super-diodos"

[Rovellat]

Ahora tengo el tema paralizado; pero si, al cargar un condensador, toda la corriente va desde el momento en que se supera la tensión remanente mas las caídas en los diodos, hasta que se alcanza la tensión máxima; y es un intervalo corto de tiempo. si se pudiese alargar, la corriente de pico sería menor, por lo tanto menores las pérdidas en el cobre, y las pérdidas en los elementos rectificadores; pero en fin, es lo que hay con los pocos componentes habituales, lo demás es mucha complicación, que ya en si lo es este puente que he montado solo por probarlo.

Al final creo que acabaré poniendo un puente normal, y un MOSFET de ballast, que tiene poca caída, pero estas pruebas se quedan para mas adelante.

Saludos.

[alset]

Los gates de mosfets normalitos aguantan un maximo de 80 volts y puff.
Los +/- 20V de manual es para no tener problemas con los clientes.
Lo que no les gusta mucho serian esos 80 continuos, ya que producen migracion de iones y alterara el nivel de umbral..si es alterna no.
Y si lo altera afectaria el funcionamiento del circuito en configuracion analoga no de conmutacion.
Muy buena esa medicion con diodo en directa y activando el mosfet...es cuestion q juegues un poco y tengas un buen rectificador sin mas componentes que 4 mosfet...creo.

[Rovellat]

Por tenerlo aquí todo juntito; relacionado mas bien con los laboabuses, he probado así rápido tres puentes de diodos, para un trafo de bipin.

Tengo uno que tiene menos perdidas en el hierro, aunque da la misma tensión que los otros, lo he cogigo, porque aún mas oxidado, tiene mejor comportamiento. He probado tres puentes de diodos, y he hecho pruebas en vacío, y a 1, 2, 3 y 4A.

Puente 1, de diodos de silicio normales, no se ahora el condensador.
Puente 2, cuatro diodos Schottky, con 4400uF.
Puente 3, el híbrido con dos diodos Schottky, y dos MOSFET, descrito anteriormente, con 4400uF.

0A 17.2V 18.1V 18.4V
1A 14.7V 16.1V 16.6V
2A 13.0V 14.5V 15.2V
3A 11.5V 13.4V 14.1V
4A 9.6V 12.0V 13.2V

La idea es usar un regulador LM1085IT-ADJ, para 12V sin despeinarme mucho, que es de 3A, y tiene un Dropout Voltage, de 1,3V a 3A. Con el puente 1 es impensable, con el puente 2 estaría próximo, pero seguramente habría rizado a los 3A; no muy grave para lo que quiero, y con el puente 3, iría bién , ya que hay un exceso de tensión de 2,1V, y podría soportar algo de rizado, también podría aumentar el condensador, o poner un filtro pi. creo que funcionará, me tienen que llegar ya los reguladores, y lo pruebo. serían 12V 3A con un trafo bipín.

Ya puestos, he visto rectificadores con cuatro MOSFETs, dos de canal N, y dos de canal P, pero no tengo de canal P.

Saludos.

[Rovellat]

Se me olvidó comentar un tema tonto; los cables de alterna tienen que ser cortos, y de buena sección.

Aunque la intensidad de la corriente rectificada y filtrada, es la misma que circula por los cables de alterna por término medio, por los cables de alterna solo circula durante un tiempo corto, y son bastantes mas amperios puntuales, con lo que hay una buena caída de tensión. Es otra tontería a tener en cuenta.

Estos rectificadores van de cabeza al LaboBus 1, y 2, que serán exclusivamente con fuentes analógicas.

Y mi empeño en una fuente analógica, no es otro que evitar el ruido eléctrico de las conmutadas, que si bien en un 99% de los casos no son problemáticos, me queda este 1%, que bien por frecuencias elevadas, o por señales muy débiles, me pueden influir. Al fin y al cabo es un laboratorio, que debe ser lo mas todo terreno posible.

No tengo nada contra las fuentes conmutadas, son buenas, baratas, eficaces, y las utilizo habitualmente, pero no me olvido de las analógicas. De hecho la iluminación es mixta, puedo usar lámparas con balastro digital, pero tengo tiras LED a 12V, alimentadas en continua de procedencia analógica.

Saludos.

[Rovellat]

He montado el segundo puente mágico, con muchísimo mimo y cuidado, y funciona peor que el primero.

A 3A me da 13,7V, cuatro décimas por debajo del primero que monté, y tres décimas por encima del de 4 diodos schottky; eso si, 2,2V por encima del puente normal.

0A 17.2V 18.1V 18.4V 18,2V
1A 14.7V 16.1V 16.6V 16,1V
2A 13.0V 14.5V 15.2V 14,8V
3A 11.5V 13.4V 14.1V 13,7V
4A 9.6V 12.0V 13.2V 12,9V

Me ha dejado en estado de scho..k..

No se que puede pasar, va con un:
MBR20100....0,55V, baja cuando se calienta
La primera con un:
CTB 34D.....0.4V
Y solo tengo otro candidato:
SBL3040.....0.53V, baja cuando se calienta

(Lo anterior son las VF a 3A de IF). Debería ser como mucho, 0,15V mas bajo, no 0.4V; claro que el MBR20100 es de procedencia china, ????

La otra diferencia es que en vez de dos condensadores de 2200uF, he puesto 3, y además 3 cerámicos de 20uF, pero eso no creo que sea, y rizado hay, 0,9V eficaces, pero eso lo tengo que mirar mejor.

O sea, que para lo que quiero estoy muuuy en el límite.

Voy a probar inductancias. Como dijo Botijo, hay que alargar los tiempos.

Ah, y el MBR20100, se calienta mas que el CTB 34D, es una pista.

Saludos.

[Rovellat]

3A 11.5V 13.4V 14.1V 14,2V

He visto la luz, ya se porqué, le he puesto en paralelo al MBR20100, un SBL3040 que tenía de desguace, y ha subido de 13,7V, a 14,2V, incluso una décima mas que el primer puente mágico, o sea que fantástico, pero la pista me la dado el datasheet del MBR20100. Dice algo asi como:

(iF = 10 Amps, TC = 25°C) VF 0.85V
Lo que no estaba de acuerdo con la gráfica, que me salía menos, pero he leído la nota 2. Pulse Test: Pulse Width = 300 us, Duty Cycle ≤ 2.0%

Estaba claro, no tengo una corriente constante, sino pulsante, quizás para una media de 3A, tengo IF de 30A, por decir algo, al subir la corriente es peor:

(iF = 20 Amps, TC = 25°C) VF 0.95V

O sea que por aquí está claro

El SBL3040 que le he puesto dice la gráfica que para IF 20A, VF es de 0,5V.

Mas claro, agua.

Me quedaría por probar el CTB34D, pero según la gráfica, para IF 20A, VF es de 0,7V, que es peor que el SBL3040.

De 0,7V a 0,5V entre CTB34D del primer puente mágico, y el SBL3040 del segundo, refleja quizás la décima de voltio que he ganado al poner el SBL3040 en vez del CTB34D, estas tensiones son para 20A, y no se cual es la corriente de pico, a lo mejor son 15A; además tampoco he mirado muy fino.


Me quedan por hacer: desmontar el MBR20100, hacer agujeros mas grandes, y montar el SBL3040, y ver si se calienta, si no se calienta mucho, que seguro que se calentará menos que el MBR20100, quizás quede sin radiador, que en estos bichos, la VF disminuye con la temperatura.

Otra cosa que he hecho es poner cable gordo por todo lo que es anterior a los condensadores, ya que va corriente pulsante, mas amperios durante menos tiempo. Parece mentira que teniendo esto en la cabeza desde el principio, haya caído en la interpretación de las gráficas.

Tendré que probar lo de la inductancia en secundario, quizás tenga el mismo efecto en primario, y pasan menos A, ver el rizado, poner mas condensadores, quizás un filtro en PI, en fin una serie de pruebas para las que tendré que poner en marcha el osciloscopio, pero estoy animado.

Saludos.

[Rovellat]

Y.......Esto tengo que probarlo, mas adelante, claro.



http://www.thetaeng.com/designIdeas/FETBridge.html


....O algo parecido.

[Rovellat]

Este circuito anterior me da mala espina, hay algo que no veo. A condensador cargado, digamos a 18V, cuando los MOSFETS se pongan a conducir digamos a 6V, salvo que algo se me escape, eso no funciona.

En otro orden de cosas, he puesto una inductancia en el primario del transformador, por probar mas que nada. No hace nada, creo que, habría que verlo en mas detalle, incluso perjudica. No la he probado en secundario, pero si a la salida rectificada, no debería haber hecho nada, pero ha volado el transistor de la carga.

He cambiado el transistor, y he montado un filtro en PI con la misma inductancia, Ha salido humo. El transistor se ha salvado, parece, porque estaba con la mano en el interruptor, gato escaldado...

No se me ocurre otra cosa que la carga electrónica se ponga a oscilar, pero creo que no voy a perder mas tiempo, si basta con los voltios que da, y el rizado es asumible, así se queda.

Saludos.

[Rovellat]

Primicia:



Imagen creada con EasyEDA, me estoy intentando hacer con él, parece un clon de KiCad, lo veo potente, y quizás mas fácil de usar, esta enfocado a dárselo mascado a un fabricante de PCBs, y a vender en una tienda de componentes, pero supongo que bastará ignorarlo, ya veremos.

La imagen, tiene algunos fallos, que son debidos a que no se usarlo todavía. Estoy de becario sin sueldo.

El KiCad, aunque lo uso, me parece muy enrevesado, y muy tedioso, este parece que va mas al grano, incluso que se pueden diseñar PCBs sin esquema, cosa que no conseguí con KiCad, Ya iré contando.....

Ah, por cierto en OnLine.

Saludos.