Aktive Graetzbrücke als Verpolungsschutz

Gast #3877517
Hallo Forum!

Wir haben einen Kunden, der einen Akku über 2 Kontakte laden will, die 
Polarität ist jedoch beliebig.
Die Ladespannung ist  ca. 10Volt.

Erste Idee war eine Graetzbrücke, bei 3A Ladestrom muß man dann aber 
schon fast über Kühlung nachdenken.

Nächste Idee waren 4 Mosfets, die je nach Polarität geschaltet werden. 
In den Simulationen gabs da aber immer einen Shot-Trough.

Gibt es eine Standardschaltung für diese Anwendung?
#3877666
Treiber schrieb:
> Hi,
> wenn die Brücke fest mit dem Akku verbunden werden kann, ist es einfach.
> Grüße

haben die MOS FET integrierte Dioden oder sind die nicht nötig wenn 
nicht?

Als ich sowas mal nachbauen wollte um 2 Spannungen zu entkoppeln war der 
Zweig wegen Spannung von extern rückgekoppelt und es floss Strom in die 
falsche Richtung, das ging also nicht mit FET, es blieb bei Dioden.
Gast #3877689
Brigde schrieb:
> Gibt es eine Standardschaltung für diese Anwendung?
Ja, man braucht nur zwei Relais. Bei manchen Relaistypen braucht man 
zusätzlich noch zwei Dioden.

Eine zusätzliche Polyfuse für den Fall einer Fehlfunktion ist sinnvoll.
Gast #3877705
Joachim B. schrieb:
> haben die MOS FET integrierte Dioden

ja, haben sie im Normalfall

Joachim B. schrieb:
> Als ich sowas mal nachbauen wollte um 2 Spannungen zu entkoppeln war der
> Zweig wegen Spannung von extern rückgekoppelt und es floss Strom in die
> falsche Richtung

Dann hast du aber nur "sowas ähnliches" nachgebaut und nicht genau die 
Schaltung von Treiber. Er hat die FETs nämlich so eingesetzt, dass die 
Dioden keine Probleme machen.
Gast #3877706
Nachtrag: diese Schaltung muss ins Ladegerät eingebaut werden. Das 
Ladegerät muss sich abschalten sobald der Akku entnommen wird oder 
geladen ist.
Gast #3877708
Treiber schrieb:
> wenn die Brücke fest mit dem Akku verbunden werden kann, ist es einfach.

Soll das heißen, das der Akku zuerst angeschlossen sein muß und dann 
erst die externe Spannung angelegt werden darf.

Ich befürchte, das ist genau mein Problem das ich bisher hatte, dass die 
externe Spannung zuerst da ist.
#3877801
Achim S. schrieb:
> Doch: in vertikalen Mosfets (also in allen praktisch allen
> Leistungs-FETs) sind diese Substratdioden immer drinnen

Brigde schrieb:
> Die internen Body-Dioden sind natürlich wie eine Greatzbrücke
> angeordnet.

sorry, bin nicht so erfahren mit FETs wenn ich Schaltsymbole mit 
internen Dioden sehe ist es klar, wenn ich Symbole ohne sehe denke ich 
da sind keine und das es FETs mit und ohne Dioden gibt.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3877809
Joachim B. schrieb:
> sorry, bin nicht so erfahren mit FETs wenn ich Schaltsymbole mit
> internen Dioden sehe ist es klar, wenn ich Symbole ohne sehe denke ich
> da sind keine und das es FETs mit und ohne Dioden gibt.
Naja, es ist eben wie bei den bipolaren Transistoren: eigentlich ist 
zwischen C und B immer eine Diode, auch wenn sie nicht gezeichnet ist...
#3877891
Brigde schrieb:

> Wir haben einen Kunden, der einen Akku über 2 Kontakte laden will, die
> Polarität ist jedoch beliebig.

So ganz klar ist mir das nicht. Du hast also einen Akku mit zwei
Klemmen und diese Klemmen sind nicht verwechselungssicher? Das
heisst, beim Anschliessen kann der Plus-Anschluss des Akkus
einmal an der einen und einmal an der anderen Klemme des Lade-
gerätes liegen? Dann brauchst Du eine Art Ablaufsteuerung, die
als erstes die Spannung des Akkus misst. Abhängig vom Ergebnis
wird dann eins von zwei Relais aktiviert, welches dann die
Ladespannung in der richtigen Polarität an die Ladeklemmen
schaltet. Wenn dann der Ladestrom ein Minimum unterschreitet,
muss dieses Relais wieder deaktiviert werden.
Gruss
Harald
Gast #3877903
Hi,

Brigde schrieb:
> Soll das heißen, das der Akku zuerst angeschlossen sein muß und dann
> erst die externe Spannung angelegt werden darf.

Nein. Wenn die FET-Brücke fest mit dem Akku verbunden ist, kannst du 
sie, wann und wie du willst, mit dem Ladegerät verbinden. Der 
Verbraucher muss aber direkt an den Akku angeschlossen werden, das 
Ladegerät über die Brücke.

Der einfachste Weg ist aber ein verpolsicherer Stecker. Wenn du das 
elektronisch im Ladegerät machen willst, wird es erheblich komplexer.

Lothar Miller schrieb:
> Naja, es ist eben wie bei den bipolaren Transistoren: eigentlich ist
> zwischen C und B immer eine Diode, auch wenn sie nicht gezeichnet ist...

Die Dioden sind immer eingezeichnet.
Grüße
Angehängte Dateien:
Gast #3877933
Harald Wilhelms schrieb:
> So ganz klar ist mir das nicht. Du hast also einen Akku mit zwei
> Klemmen und diese Klemmen sind nicht verwechselungssicher? Das
> heisst, beim Anschliessen kann der Plus-Anschluss des Akkus
> einmal an der einen und einmal an der anderen Klemme des Lade-
> gerätes liegen? Dann brauchst Du eine Art Ablaufsteuerung, die
> als erstes die Spannung des Akkus misst. Abhängig vom Ergebnis
> wird dann eins von zwei Relais aktiviert, welches dann die
> Ladespannung in der richtigen Polarität an die Ladeklemmen
> schaltet. Wenn dann der Ladestrom ein Minimum unterschreitet,
> muss dieses Relais wieder deaktiviert werden.

Wir haben ein Ladegerät (boost- Wandler) der einen Akku lädt. Der Kunde 
hat eine elektrische Kontaktierung, die aus Handling-Gründen nicht 
definiert polarisiert ist. Wir müssen also vor den Laderegler eine 
Umschaltvorrichtung vorsehen,
die immer die richtige Polarität an den Eingang liefert.

Eine Graetzbrücke fällt wegen den Verlusten über den Dioden aus, eine 
Lösung mit Mosfets wäre am elegantesten.

Im Anhang eine Lösung, die zumindest in der Simulation funktioniert.
Dio Zenerdioden sind da, damit am Gate nicht die vollen 12V anliegen.
Angehängte Dateien:
#3878076
Brigde schrieb:

> Harald Wilhelms schrieb:
>> So ganz klar ist mir das (Edit: nach wie vor)nicht.

> Wir haben ein Ladegerät (boost- Wandler) der einen Akku lädt. Der Kunde
> hat eine elektrische Kontaktierung, die aus Handling-Gründen nicht
> definiert polarisiert ist.

Eine Kontaktierung am Akku?

> Wir müssen also vor den Laderegler eine
> Umschaltvorrichtung vorsehen,

Meinst Du vor dem Laderegler oder zwischen Laderegler und Akku?

> graetz_bruecke3.asc

Irgendwelche Simulatordateien kann ich nicht lesen.
Gruss
Harald
#3878125
Brigde schrieb:

>> Meinst Du vor dem Laderegler oder zwischen Laderegler und Akku?
>
> vor dem Laderegler!

Also stellen Akku und Laderegler eine Einheit dar? Dann wäre ein
Graetzgleichrichter wirklich die beste und zuverlässigste Lösung.
Wird der Laderegler am Stromnetz angeschlossen, braucht man ihn
ja sowieso.

> Die Datei kannst du mit LTspice IV öffnen.

Nur um Fragen aus dem Forum zu beantworten, installiere ich
keine neue Software auf meinen Computer.
Gruss
Harald
Gast #3878574
Treiber schrieb:
> wenn die Brücke fest mit dem Akku verbunden werden kann, ist es einfach.

Ja es wird einfach knallen, wenn das Ladegerät falschrum angeschlossen 
wird.

Erst wenn es ihm gelingt den Eingang gegen den Willen des Akkus 
umzupolen, wird auch die Brücke umgesteuert.
Gast #3878743
In der Simulation knallt es nicht, ich habe außen eine Rechteckspannung 
angelegt, der Strom(nicht dargestellt) folgt genau der Spannung über dem 
Widerstand.
Angehängte Dateien:
Gast #3878794
Hi,

sorry, die FET-Brücke funktioniert für Akkus doch nicht richtig. Das 
Problem ist nicht das "Knallen", sondern das Entladen des Akkus bei 
abgeklemmtem Lader.
Zwei Dioden sind doch notwendig, sparrt aber immer noch 40% Verluste.
Grüße
Angehängte Dateien:
Gast #3878801
foo schrieb:
> Ja es wird einfach knallen, wenn das Ladegerät falschrum angeschlossen
> wird.
>
> Erst wenn es ihm gelingt den Eingang gegen den Willen des Akkus
> umzupolen, wird auch die Brücke umgesteuert.

Ich habe mal in der Simulation R1 durch eine Spannungsquelle ersetzt,
bei Umschalten gibt es Spannungsspitzen von 80A, d.h. der Akku darf auf 
keinen Fall direkt mit der Graetzbrücke verbunden sein, weil diese sich 
dann ihren Zustand "merkt"

Unser Laderegler gibt die Akkuspannung nicht an den Eingang weiter, 
sollte also funktionieren.
Angehängte Dateien:
Gast #3878808
Treiber schrieb:
> Zwei Dioden sind doch notwendig, sparrt aber immer noch 40% Verluste.
> Grüße

Die beiden Dioden kann man sparen, wenn man den Akku noch mit einer 
Diode entkoppelt (diese Diode stellt vereinfacht unseren Laderegler da).

Siehe Anhang
Angehängte Dateien:

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