Синхронни изправители

[getca]

   В мощните импулсни преобразуватели основните загуби са върху изправителните диоди поради големия пад на напрежение в тях. Допълнително има и динамични такива от крайната скорост на превключване. При сравнително ниски напрежения проблемът частично се решава с Шотки диоди с пад в права посока 0.5-0.6в. Драстично намаляване на тези загуби може да се направи чрез използуване на т.н. синхронни изправители, които са реализирани с мощни полеви транзистори, управлявани синхронно с мощните ключове на преобразувателя. Падът на напрежение в отпушено състояние може да е достатъчно малък при правилно подбран елемент, под 0.1в напр. Това повдига общия КПД на преобразувателя, като цената е леко усложняване на схемата с управлението на синхронните изправители.



   На схемата е показан полумостов преобразувател с мрежово захранване и синхронни изправители на изхода. Те се управляват с проста логическа схема и подходящи драйвери, като с RC вериги се осигуряват задръжка при включване и по-ранно изключване спрямо основните ключови транзистори.
   По надолу са показани управлението и времедиаграмите. Разбира се това е един от многото варианти по които може да се реализира с идея простота и надеждност. Има си и подходящи чипове за целта, друг е въпросът как се намират и за какви пари.





   Източник http://radiokot.ru/circuit/power/supply/29/

[EDM electronics]

Темата е много интересна, тъй като основният проблем при инверторите е максимално високият КПД. Синхронният изправител значително ще намали размерите и нуждата от охлаждане, така ще се увеличи надежността.

Проблемът обаче е управлението на синхронния изправител, което усложнява схемата. В горната схема, синхронният изправител се задейства по-късно и се запушва по-рано от електронните ключове, което вероятно ще облекчи работата им, т.е. преходните процеси ще стават с изключен товар.

Има и други схемни решения, които са много по-прости и напълно заменят шотки-диодите, без да се ползва допълнителна електроника за управлението на транзисторите на синхронния изправител, но няма да го има закъснението на горната схема. Това става, като директно от вторичната намотка на изходния трансформатор се направи допълнителна намотка за управлението на гейтовете на транзисторите. Хубавото на този метод е, че при превключването на транзисторите, на гейта се получава отрицателно напрежение, което сигурно и бързо го запушва. Има и вариант с използването на дросел, без добавяне на допълнителни намотки в изходния трансформатор. Ето примери: http://zpostbox.ru/az10.htm


Тук има едно видео с теория и работа на синхронния изправител:
http://www.youtube.com/watch?v=KJbd0KsPni8

И тук малко теория по въпроса:
http://www.symmetron.ru/articles/Renesas-HA16163.shtml
http://radiokot.ru/circuit/power/supply/29/

[EDM electronics]

Изключително подходящ за целта е мосфета: AP9970GP-HF



При 80А изходен ток, спада на напрежение е само 0,2V /видно от изходната характеристика/, което ще рече, че при 12Vх80А или 960W загубата в изправителя ще е само 16W или 1,77%.

При токове под 40А загубите са около 1%, а при токове под 20А загубите са под 1%.
Това го не може никой шотки диод.
С този вид изправители при правилно и оптимално изчисление на ключовите транзистори и трансформатора може да се постигне КПД при големи мощности около 95-97%.
Скоро време ще изпробвам тия транзистори, като изправители в тази схема:

[valex]

Нямам опит с синхронни изправители. Но си мисля че има подходящи чипове.
http://bg.farnell.com/nxp/tea1791at-n1/cntrl-rectification-38v-3a-8so/dp/2142700

[Михаил Кузмов]

Ето малко литература! http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-173510281975580/unrestricted/chapter2.pdf

[EDM electronics]

Най-важното, което трябва да се каже за синхронните изправители е, че транзистора, който играе ролята на диод работи в ОБРАТНО СВЪРЗВАНЕ! Това ще рече, че вместо на дрейна да се подава +, се подава -. Т.е. транзистора работи в посоката на вградения защитен бърз диод. Това го могат мосфет транзисторите, дори съпротивлението на канала в обратно свързване е почти колкото в право, с много минимална разлика.