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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verlustfreie Diode mit Fets


Autor: Verzweifelter Techniker (Gast)
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Hallo,

die 0,7V Spannungsabfall bei einer normalen Diode wurmen mich ganz 
schön. Besonders bei kleinen Spannungen fallen diese ins Gewicht.

Ich habe schon öfters gehört das man Transistoren oder Fets so schalten 
kann das diese wie eine Diode funktionieren, nur ohne den 
Spannungsabfall. Nur leider hatten meine Versuche nix gebracht, die 
eingebaute Schutzdiode bei Fets trug ihr übriges dazu bei ;)

Hat schon jemand den Spannungsabfall "eliminiert" bzw. kann mir jemand 
erklären wie das funktionieren soll?

Gruß

Autor: Alles wird gut (Gast)
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Das Stichwort heisst "Synchrongleichrichter". Mit einem FET alleine ist 
es nicht getan. Der FET (bzw. mehrere FETs in einer Gleichrichterbrücke) 
werden synchron zu den Halbwellen ein- und ausgeschaltet, das ist das 
ganze Geheimnis. Um zu vermeiden, dass die eingebaute Diode leitet, muss 
man den FET entweder in umgekehrter Richtung betreiben oder zwei FETs in 
umgekehrter Richtung hintereinander schalten und gleichzeitig ansteuern.

Der eigentliche Aufwand beim Synchrongleichrichter ist nicht der oder 
die FETs sondern die Ansteuerung. Bei 50Hz-Anwendungen ist das harmlos, 
bei Schaltnetzteilen mit -zig Kilohertz wird die Sache aber aufwändiger.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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> zwei FETs in
>umgekehrter Richtung hintereinander schalten und gleichzeitig ansteuern.

Das bringt hier nichts. Da bleiben auch immer 0,7V hängen..
Sowas macht nur bei Analogschaltern Sinn.

Autor: Einhart (Gast)
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Mathias: lesen - es wurde gesagt das beide anzusteuern sind. Was dann 
"hängenbleibt" hängt von den Parametern der FETs ab.

Autor: Martin Kohler (mkohler)
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Wer schreibt denn, dass er einen Gleichrichter bauen will?

FET als Diode? Siehe Bild.
Der FET arbeitet als Diode, um den Verpolungsschutz zu gewährleisten - 
die klassische Aufgabe der Längsdiode, hier aber mit minimalem 
Spannungsabfall.

Autor: Alles wird gut (Gast)
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Hallo Matthias

Wenn du dir den angehängten Schaltplan ansiehst, wirst du erkennen, dass 
es nur zwei Möglichkeiten gibt:

Beide FETs leiten - an den internen Dioden liegt maximal die 
Durchlassspannung der Drain-Source-Strecke an. Diese Spannung wiederum 
ist lediglich vom RDSon des FETs und dem Strom abhängig.

Beide FETs sperren - die internen Dioden sind gegeneinander geschaltet 
und sperren somit ebenfalls.

Wo sollen da die 0,7V an den Dioden abfallen? Wenn ich einen FET mit 
0,004 Ohm RDSon nehme, was nichts ungewöhnliches ist, habe ich z.B. bei 
10A lediglich 0,04V pro FET bzw. 0,08V an der gesamten Strecke. Ergibt 
somit eine Verlustleistung von 800mW, eine Gleichrichterdiode hätte da 
mindestens 7W zu verbraten, eher mehr. Die 0,7V Durchlassspannung gelten 
nur bei kleinen Strömen, das wird bei Leistungs-Gleichrichtern und hohem 
Strom wesentlich mehr sein.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>es wurde gesagt das beide anzusteuern sind

Ja ihr habt recht. Das hatte vergessen.

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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Beitrag "Suche OVP Schaltung für ideale Diode"

oder hier

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichter#Synchro...

steh auch ein bißchen was zu einer idealen Diode (ich weiss mit OPs und 
nicht mit FETs)

Autor: Hagen Re (hagen)
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schau mal in diesem Thread: 
Beitrag "Glühwürmchen in Rotkohlglas gefangen"
basierend auf 
http://library.solarbotics.net/circuits/misc_switching.html

Es gibt aber auch schon fertige Chips, glaube LTC hat sowas.

Gruß Hagen

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wie soll denn die Diode überhaupt eingesetzt werden? Als Verpolschutz 
vielleicht? In dem Fall muß man den FET nur verkehrt herum in eine der 
Speiseleitungen und mit dem Gate an den anderen Eingangspol anschließen. 
Für einen p-Kanal FET wäre dies Speise(+) an Drain, Schaltungs(+) an 
Source, Gate an Masse. Wird die Spannung richtigherum angeschlossen, 
steuert der FET zuzüglich zu seiner BODY-Diode voll durch. Ist die 
Spannung verkehrt angeschlossen, leitet weder die BODY-Diode, noch der 
FET. Hierbei muß lediglich die Höchstgrenze der Durchbruchspannungen der 
Source/Drain-Strecke sowie die höchstzulässige Gatespannung beachtet 
werden.

Autor: Verzweifelter Techniker (Gast)
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Danke für die nützlichen Tipps!

Ich wollte mir erst einmal eine Schutzdiode für z.B. batteriebetriebene 
Schaltungen aufbauen.
Die Diode klappt mit  Martin Kohlers Version der Mosfet Diode ganz gut. 
10mV Spannungsabfall ist schon ein wenig besser wie 700mV ;)

Gruß

Autor: Roman (Gast)
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Aber wenn ich jetzt einfach einen Gleichrichter mit FETs anstatt mir 
Dioden machen will, brauche ich dann zwingend so ein spezial IC für die 
Ansteuerung der FETs?


Also ich habe einfach 2 Leitungen Eingang, wo 0-40V AC/DC mit beliebiger 
Frequenz anliegt und dann 2 Leitungen Ausgang mit VCC und GND.

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