Doblador de tensión raro

[Rovellat]

Tras una costosa adaptación, y saliendo de un no se que, me están entrando ganas de inventar.

Bueno es solo una idea. A la izquierda un doblador de tensión típico; no es onda completa, pero casi; mientras se descarga un condensador, se carga el otro, y el rizado es mucho menor, y hay menos caída en los diodos.

Para un transformador de 12V, habría sobre unos 16V en cada condensador, 32 en total.

Imaginemos que queremos 24V; 32 son muchos, pero dejamos trabajar una rama al 100%, y controlamos la otra, (figura de la derecha).

Si somos capaces de cortar el MOSFET cuando la suma de ambos condensadores alcance los 24V, tendremos la tensión rectificada que queremos, sin apenas pérdidas por calor. En el condensador superior habría 15V, y en el inferior 9V. Un TL431 controlaría la tensión entre ambos condensadores, y mediante un opto manejaría el MOSFET, no muy rápido para evitar ruido.

No lo veo descabellado, creo que se podría hacer, sería para un preregulador de alto rendimiento.

Saludos.

[Rovellat]

Es solo la idea, los componentes todavía están a ojo, .... Y creo que tiene que funcionar, he hecho cosas similares (pero con puente completo), y han funcionado; veamos.

Doblador clásico; en la rama inferior es pone un MBR3045, con los dos diodos en paralelo para que tenga menos caída: sobre el condensador hay una rectificación media onda. La rama superior, con un rectificador normal, carga también en media onda el otro condensador, pero en oposición de fase respecto del primero; esta carga está controlada por un MOSFET de canal P.

Faltan algunos diodos de protección y zeners, pero así se entiende. Mientras la tensión entre la entrada y la salida del regulador es suficiente, el diodo del opto se enciende, y se pone el MOSFET en OFF, en estas condiciones, saco hasta 2A del regulador sin problemas.

(se ven dos optos, pero son el mismo).

A mas de 2A, va conduciendo el MOSFET, y cargando el segundo condensador, solo lo justo para que el regulador tenga la tensión suficiente; esto es en la subida, y en la bajada de la semionda, en la parte superior no (falta dibujar), que esto lo reservo para otra cosa, Solo se carga unos pocos voltios, justo lo necesario, y en dos partes del semiciclo, (subida, y bajada), o sea que el conjunto de condensadores se carga tres veces en un ciclo, casi como si fuese trifásica.

Ya lo tengo medio montado, espero que funcione, tengo esperanzas, es el corazón de algo mas complejo.

Saludos.

[Rovellat]

Bueno, esto es otra modificación de mis fuentes para LaboBus, y otras similares, que funcionan con trafo bipin de 12V, de momento es un intento, he separado la parte de rectificación del resto, la cosa es como sigue:

D1, D18 (tengo que cambiarlo), C1, C3, forman el doblador básico, dando una tensión de 24V mínimo, de la que podré sacar 1A para un regulador variable, pero ahora obviemos D18, y C3, y vamos al meollo.

La tensión en C1 acaba siendo insuficiente para obtener 12V estables, las razones son muchas, y la principal es la caída de tensión alterna en los bobinados del transformador, dado que aunque esté sacando digamos 3ADC, la realidad es que es de media, y se producen picos de mucha corriente en los momentos de conducción del diodo, o sea que hasta 1,8A es suficiente, pero a mas corriente la parte baja del rizado ya no permite la regulación.

La trampa ahora es utilizar C1+C2. Este segundo condensador es como si fuese la rama alta del doblador, pero se corta a unos pocos voltios, digamos unos 3,6V, que deben ser suficientes para que la tensión baja del rizado en los condensadores permita trabajar bien al regulador posterior.

No se usan los 24V para el regulador ya que sería una pérdida tremenda de energía. esos mas o menos 3V añadidos son un compromiso entre la eficiencia y la simplicidad. La idea original era mas eficiente, pero mas complicada. De todas formas hay la previsión de añadir una fuentes conmutadas, pero eso es otra historia.

La medio rama D3-C2 está controlada por el MOSFET, que se corta cuando la tensión de la salida del trasformador permite que se inicie la conducción de D5 y Q2. En estas condiciones habrá carga en el condensador C2 al inicio y al final de la semionda positiva, o sea dos veces por semiciclo, y una vez en C1 en el pico negativo. En ambos condensadores habrá tres picos de carga por ciclo, mas o menos repartidos.

En fin, ahora a montarlo y ver que pasa.

Saludos.

[Rovellat]

Un pequeño error, R3 va a la unión de C1,C2.

[Rovellat]

Bueno, estoy rediseñando y volviendo a los orígenes.

Sobre el control del MOSFET, he pasado por intentar utilizar un OpAmp, pero algo me dice que va a oscilar, un regulador integrado, sería muy fácil, y la tensión del regulador final andaría por 1,25V por encima de la salida, dentro de un orden dependiendo del rizado, pero igual que el OpAmp, seguro que oscila.

Al final el optoaislador creo que es lo mas conveniente, a bajo consumo, ni siquiera conduciría el MOSFET, que lo haría gradualmente al aumentar el consumo. El rendimiento sería mejor, bueno, a ver si me apetece probarlo, si funciona lo compararé con el puente de dos MOSFETS y dos schotkky, al que le faltaba un pelillo.

Saludos.

[Rovellat]

Bueno, creo que es el definitivo:

D3 C3 son para una salida variable de 0 a 24V, que en principio no voy a poner, ya veremos.
D4 es necesario porque a poca corriente no se dispararía el MOSFET, y se cargaría C2 con polarización inversa
C4 C5 C6 C7 son opcionales, evitan que el regulador entre en oscilación; seguramente sobra C4, y C6 iría en las bornas de salida, o no iría en ningún lado
D6 protegería al regulador de una tensión inversa, que puede haberla, máxime cuando está previsto poner fuentes en paralelo a la salida
Y...el mosfet está en ON por R1, hasta que la tensión entre entrada y salida del regulador, alcance 1,5V, en este momento empieza a conducir el diodo del opto, y en consecuencia el transistor, que pasa el mosfet a OFF
D5 en principio sobra, está solo para cierta protección del mosfet

Bueno ahora a imprimirlo y montarlo en pruebas. Al hacerlo de cabeza, ya me ha llevado a errores de soldadura; teniéndolo en papel es mas difícil equivocarme.

Saludos.

[Rovellat]

Si es que ya no valgo ni para un zurcido, Sin tensión a la salida, miro y remiro, y se me había olvidado la conexión a masa del regulador, malo.

Pero es que la he conectado al terminal de alterna del transformador, malísimo.

Regulador ATPC.; otro nuevo y mal; mañana seguiré mirando que otras trastadas he hecho.

Saludos.

[Rovellat]

Me está volviendo loco; dos reguladores ???, el primero normal, el segundo......

A lo mejor está bien, porque al poner el tercero hacía exactamente lo mismo, dar a la salida la tensión de la entrada, buscando un corto como un tonto y sin encontrarlo, he desmontado todo y vuelto a montar, igual; he puesto el opto en un zócalo para quitarlo y ponerlo a mi antojo. Con opto no iba, sin opto si........Hasta que he caído en que era la resistencia y el diodo entre la entrada y la salida; le he puesto una carga, y ya funciona.

Pero lo que no funciona es el MOSFET, se va a hacer gárgaras, ya llevo dos, y mañana serán tres, y eso no lo acabo de ver claro. El tema es que va bien hasta digamos 700mA, pero a mas intensidad, puff.

O sea la teoría funciona, pero no la práctica. Por tensión no es, por tensión de puerta creo que tampoco, por corriente, supongamos que conduce un 10% del ciclo, serían sobre los 7A, muy lejos de su máximo, por tensión inversa, lleva su propio diodo.

Mañana será otro día.

Saludos.

[Rovellat]

Máximos del IRF4905
55V
52A
200W
20V de puerta
175ºC

Vamos, que en principio ando lejos de todo eso, cierto que todavía no tengo puesto radiador, pero me da que no es por eso, quizás al ser de conmutación y funcionando en régimen pseudoanalógico haya otros factores que se me escapan, quizás zonas calientes en el canal.

Meterle una realimentación positiva, implicaría mas componentes y pasaría a ser mas o menos una fuente pseudoconmutada, que es lo que intento evitar por lo del ruido eléctrico, y ya puestos, pues pongo una conmutada y listo.

Saludos.

[Rovellat]

Las uvas estaban verdes, dijo la zorra.

Pues eso, no voy a perder mas tiempo en este proyecto, y lo veo interesante, como mínimo curioso, y seguro que funciona con un MOSFET-P mas potente que no tengo. Algo parecido ya me pasó con la carga electrónica, hay que ir ajustando la puerta a las circunstancias, quizás un operacional con realimentación positiva, pero eso ya es una fuente conmutada, o con un darlington, pero eso es bajar el rendimiento....

O sea que lo aparco por tiempo indefinido.

Lo que si me ha llamado la atención es el KIA378R12, al que le achaqué los primeros fallos, el primero que creí que me lo había cargado por meterle alterna en la entrada, pues sobrevivió, lo he puesto en un segundo montaje, y me daba la tensión de la entrada en la salida, lo he quitado sin mas pruebas, y resulta que tenía un corto entre pistas; lo tengo aparcado con las patas cortadas, pero a lo mejor funciona. El segundo esta mal seguro, no se que le ha pasado, pero entre tantas conexiones y desconexiones le habré hecho alguna barrabasada.

Y el tercero, que he puesto en pruebas con el rectificador "ideal", pues que ha aguantado 3,8A sin despeinarse, con un disipador penoso, y condensadores escasos. Casi tengo la esperanza que con un buen disipador, y aumentando los uF del filtraje, llegue a los 4A objetivo final; si no llega con 3,8A ya me doy por satisfecho, siempre que pueda ponerle otras fuentes en paralelo en la salida.

Saludos.