Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichrichter als Verpolungschutz?


von Johnny S. (sgt_johnny)


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Ich möchte eine Schaltung entwerfen die einen 2.5mm Steckeranschluss hat 
um ein Standart Steckernetzteil mit 12V anstecken zu können.


Nun geht es um den Verpolungsschutz, ich kenne den Verpolungsschutz mit 
der einzelnen Diode, das funktioniert ja auch zuverlässig, jedoch hätte 
ich gern eine Deluxe-Variante, bei der es egal ist wie das Netzteil 
gepolt ist, so kann jeder ein beliebiges 12V Steckernetzteil kaufen.


Nun hab ich daran gedacht einen Gleichrichter zu verbauen, funktioniert 
der auch mit Gleichspannung als Eingang?

Und fällt an einem Gleichrichter viel Spannung ab? An einer Diode fallen 
ja so 0.7 bis 1 V ab, sollten es bei einem Gleichrichter mehr sein, wäre 
das ein Problem für mich, dann müsste ich auf ein anderes Netzteil 
umsteigen, was ungünstig ist, da 12V das weit verbreiteste ist.

von karadur (Gast)


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Geht mit Gleichspannung, aber es fallen ca. 1,4V ab. ( 2x Diode )

von oszi40 (Gast)


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Stichwort Grätz-Brücke könnTE helfen. Aber es fällt Spannung an 2 Dioden 
ab. Weiterhin wäre unbedingt zu klären was mit der Masseleitung ist!!!

von Bla (Gast)


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Schau ins Datenblatt. Beachte auch, dass durch den Spannungsfall Abwärme 
entsteht. Je nach Strom nicht unerheblich. Auch dazu das Datenblatt 
konsultieren.

von Jemand (Gast)


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Du könntest auch bei richtiger Polung ein Relais schalten lassen, dann 
hast du überhaupt keinen Spannungsabfall. Lohnt sich, wenn die Diode 
mehr Leistung verbraten würde als die Spule des Relais.

von Marko ⚠. (mos6502) Benutzerseite Flattr this


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Besser ist eine Suppressordiode in Verbindung mit einer Polyfuse. 
Schützt gleichzeitig gegen Verpolung, Überspannung und Überstrom.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Malignes Melanom schrieb:
> Besser ist eine Suppressordiode in Verbindung mit einer Polyfuse.
> Schützt gleichzeitig gegen Verpolung, Überspannung und Überstrom.

Löst aber leider noch nicht das Problem mit den unterschidlichen 
Steckerbelegungen...

von Jemand (Gast)


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Johnny SGT schrieb:
> Löst aber leider noch nicht das Problem mit den unterschidlichen
> Steckerbelegungen...

Wie wäre es mit einem Schalter zum Umpolen?

von Peter R. (Gast)


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Wie wärs mit einer Brücke aus Schottky-Dioden? Der Spannungsverlust 
würde sich in etwa halbieren.

von Thomas E. (picalic)


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Servus,

man kann die Brücke auch aus 4 MOSFETs (je 2xP und 2xN) aufbauen, damit 
kann man den Spannungsabfall fast völlig eliminieren! Bei 12V geht das 
noch problemlos.

Aber Achtung! Eine "klassische" Siebung der gleichgerichteten 
Wechselspannung über einen Elko hinter dem Gleichrichter funktioniert 
hier nicht! Als Verpolschutz bzw. zum Anstecken von DC-Netzteilen mit 
beliebiger Polarität funktioniert es aber.

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Thomas Elger schrieb:
> Servus,
>
> man kann die Brücke auch aus 4 MOSFETs (je 2xP und 2xN) aufbauen, damit
> kann man den Spannungsabfall fast völlig eliminieren! Bei 12V geht das
> noch problemlos.
>
> Aber Achtung! Eine "klassische" Siebung der gleichgerichteten
> Wechselspannung über einen Elko hinter dem Gleichrichter funktioniert
> hier nicht! Als Verpolschutz bzw. zum Anstecken von DC-Netzteilen mit
> beliebiger Polarität funktioniert es aber.

Oh, das währe super ohne Spannungsabfall.

Ja, ich brauche keine Siebung, da es mir rein um die Verpolungs-Egalität 
:D geht...

Währe sowas hier geignet?

Ist relativ günstig und Platzsparend ...

http://www.farnell.com/datasheets/1915929.pdf

von Fritz (Gast)


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Thomas Elger schrieb:
> Aber Achtung! Eine "klassische" Siebung der gleichgerichteten
> Wechselspannung über einen Elko hinter dem Gleichrichter funktioniert
> hier nicht!

Warum funktioniert das da nicht?

von Stefan F. (Gast)


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> Wie wärs mit einer Brücke aus Schottky-Dioden?
> Der Spannungsverlust würde sich in etwa halbieren.

Nein, das klappt so nicht. Alle mir bekannten größeren Shottky Dioden 
haben annähernd die gleiche Spannung, wie normale Silizium Dioden.

Nur um ein willkürliches Beispiel zu nennen:

http://www.reichelt.de/?ARTICLE=41965&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&&gclid=CIT-9PiD2sUCFerjwgodqCAA6A

von Peter II (Gast)


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Stefan Us schrieb:
> Nein, das klappt so nicht. Alle mir bekannten größeren Shottky Dioden
> haben annähernd die gleiche Spannung, wie normale Silizium Dioden.

es gibt ja auch noch die dir unbekannten:

http://www.mouser.com/ds/2/115/SBR10U45SP5-465053.pdf

von Thomas E. (picalic)


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Johnny SGT schrieb:
> Währe sowas hier geignet?
>
> Ist relativ günstig und Platzsparend ...
>
> http://www.farnell.com/datasheets/1915929.pdf

Soweit ich das nach einem kurzen Blick ins Datenblatt sagen kann, müsste 
der gehen. Garantien gebe ich aber keine! ;)


@Fritz:
Das Problem ist, daß, im Gegensatz zu Dioden, die MOSFETs im 
eingeschalteten Zustand in beide Richtungen leiten. Wenn sich also die 
(Sinus-)Wechselspannung nach dem Spitzenwert, auf den sich der Elko dann 
ja auch aufgeladen hat, wieder der 0V-Linie nähert, fließt der Strom aus 
dem Elko wieder in die Quelle zurück. In der Praxis wird er wohl dann 
explodieren, weil es den hohen Ripple-Strom nicht verträgt. Abgesehen 
davon ist diese "Glättung" praktisch wirkungslos, was die 
Ausgangsspannung betrifft.

von Heiner (Gast)


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Gibt es diese Geschichte mit den vier MOSFETs eigentlich als 
integriertes Bauteil? Wäre praktisch.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Heiner schrieb:
> Gibt es diese Geschichte mit den vier MOSFETs eigentlich als
> integriertes Bauteil? Wäre praktisch.

Danach hab ich ausch schon gesucht, habe das gefunden

http://www.farnell.com/datasheets/1704692.pdf

werde mal bei der nächsten bestellung eins ordern, und schauen was es 
kann

von Thomas B. (thombde)


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Wie ist das denn mit einer Low-Drop Leistungsdiode.
Spannungsabfall:
10A – 0,5V
3A – 0,2V
< 0,3A – 0,1V

Das ganze natürlich mal 4 zu einer Brücke.
Ich habe es noch nicht ausprobiert, aber interessant wäre es ja.

PS:
Ich dachte erst an einen 4fach-OP, aber das geht leider nicht :-(

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


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Thomas B. schrieb:
> Das ganze natürlich mal 4 zu einer Brücke.

Naja, ich finde es ein bisschen zu aufwändig, zumal es für die 
Applikation des Themenstarters nicht notwendig ist.
Wenn man einen "echten" Gleichrichter ersetzen will, wäre vielleicht die 
einfache Brückenschaltung aus 4 MOSFETs und eine nachgeschaltete 
(Lowdrop-)Diode eine Alternative. Diese "ideale" Diode wird dann nur 1x 
benötigt.
Es gibt auch entsprechende ICs dafür, z.B. LTC4357 (externer FET) oder 
LTC4358 (interner FET für <= 5A).

: Bearbeitet durch User
von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Thomas Elger schrieb:
> Diese "ideale" Diode wird dann nur 1x
> benötigt.
> Es gibt auch entsprechende ICs dafür, z.B. LTC4357 (externer FET) oder
> LTC4358 (interner FET für <= 5A).

Da würde ich statt dessen mal über den LT4320 
http://www.linear.com/product/LT4320 nachdenken. Das ist ein Controller 
für eine MOSFET-Brücke "Ideal Diode Bridge Controller". Preislich ist 
der allerdings mehr als doppelt so teuer wie ein LTC4357.

von Potibrutzler (Gast)


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Hi,
@Thomas B.
erkäre mal wie die Schaltung bei Gleichspanung funtionieren soll.

Grüße

von Thomas S. (thom45)


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Peter II schrieb:
> Stefan Us schrieb:
>> Nein, das klappt so nicht. Alle mir bekannten größeren Shottky Dioden
>> haben annähernd die gleiche Spannung, wie normale Silizium Dioden.
>
> es gibt ja auch noch die dir unbekannten:
>
> http://www.mouser.com/ds/2/115/SBR10U45SP5-465053.pdf

Die andern haben wahrscheinlich nur deshalb eine höhere Spannung als 
diese hier, weil die andern einen verhältnismässig zum grossen 
Drain-Strom zu hohen Bahnwiderstand aufweisen.

Die Schottky-Physik ist ja bei beiden Exemplaren gleich, oder?

Gruss
Thomas

von Jobst Q. (joquis)


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Stefan Us schrieb:
>> Wie wärs mit einer Brücke aus Schottky-Dioden?
>> Der Spannungsverlust würde sich in etwa halbieren.
>
> Nein, das klappt so nicht. Alle mir bekannten größeren Shottky Dioden
> haben annähernd die gleiche Spannung, wie normale Silizium Dioden.
>
> Nur um ein willkürliches Beispiel zu nennen:
>
> 
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=41965&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&&gclid=CIT-9PiD2sUCFerjwgodqCAA6A

Die Beispiel-Schottky-Diode hat bei 1A und 25° etwa 0,46V 
Spannungsabfall und   0,7V  bei 10A . Zeig mir mal eine "normale 
Silizium Diode", die bei 10A nur 0,7 V Spannungsabfall hat.

Und wenn die Schottky-Diode warm wird, sinkt der Spannungsabfall noch 
weit mehr als bei einer normalen Silizium Diode.

von Thomas B. (thombde)


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Potibrutzler schrieb:
> erkäre mal wie die Schaltung bei Gleichspanung funtionieren soll.

Du hast Recht, diese Pseudodiode ist wirklich nur für Wechselspannung 
geeignet.
In der positiven Halbwelle speichert C1 die Betriebsspannung für IC1.
1:0 für dich, und sorry.

Ich hatte die Schaltung gerade zufällig auf dem Rechner.
Ist aber trotzdem eine nette Sache, wenn man den alten
BUZ10 durch was modernes ersetzt, bekommt man bestimmt noch
bessere Ergebnisse.

: Bearbeitet durch User
von Thomas S. (thom45)


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Jobst Quis schrieb:

> Und wenn die Schottky-Diode warm wird, sinkt der Spannungsabfall noch
> weit mehr als bei einer normalen Silizium Diode.

Warum? Ist der der TK denn grösser als die typischen -2K/W ?

Gruss
Thomas

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas Schaerer schrieb:

> Die andern haben wahrscheinlich nur deshalb eine höhere Spannung als
> diese hier, weil die andern einen verhältnismässig zum grossen
> Drain-Strom zu hohen Bahnwiderstand aufweisen.
>
> Die Schottky-Physik ist ja bei beiden Exemplaren gleich, oder?

Ich habe mir jetzt nicht die Datenblätter angesehen, aber
allgemein gilt: Je höher die Sperrspannung einer Diode,
desto höher ist auch die Durchlassspannung (allerdings zum
Glück nicht proportional). Das gilt sowohl für Silizium- als
auch für Schottky-Dioden. Bei Schottkydioden gibts noch
zusätzlich das Problem, das die Sperrverluste teilweise höher
als die Durchlassverluste sind.
Gruss
Harald

von Potibrutzler (Gast)


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Hi,
wenn schon ein Aktiver Gleichrichter, dann so.
Man braucht nur 2 Gleichrichterfunktionen, da immer zwei Fets in Reihe 
an sind.
Der Aufwand ist aber für den TO nicht notwendig.

Grüße

von Jobst Q. (joquis)


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Thomas Schaerer schrieb:
> Jobst Quis schrieb:
>
>> Und wenn die Schottky-Diode warm wird, sinkt der Spannungsabfall noch
>> weit mehr als bei einer normalen Silizium Diode.
>
> Warum? Ist der der TK denn grösser als die typischen -2K/W ?
>
> Gruss
> Thomas

In mVolt mag das gleich sein, aber von 0,4V auf 0,3V ist es eine 
Verbesserung um ein Viertel, von 0,8 auf 0,7 nur um ein Achtel.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Jobst Quis schrieb:
> Thomas Schaerer schrieb:
>> Jobst Quis schrieb:
>>
>>> Und wenn die Schottky-Diode warm wird, sinkt der Spannungsabfall noch
>>> weit mehr als bei einer normalen Silizium Diode.
>>
>> Warum? Ist der der TK denn grösser als die typischen -2K/W ?
>>
>> Gruss
>> Thomas
>
> In mVolt mag das gleich sein, aber von 0,4V auf 0,3V ist es eine
> Verbesserung um ein Viertel, von 0,8 auf 0,7 nur um ein Achtel.

Schottky-Dioden haben ca -1.2 mV/K

Quelle: Zetex/Diodes Inc. DN4

: Bearbeitet durch User
von Thomas S. (thom45)


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Marian B. schrieb:

> Schottky-Dioden haben ca -1.2 mV/K
>
> Quelle: Zetex/Diodes Inc. DN4

Danke für den Hinweis.

Gruss
Thomas

von senke (Gast)


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In einem Bikeforum hatte ich mal das Layout für eine Platine gesehen auf 
der lediglich zwei SO8 dual-mosfet-SMDs platziert werden mussten.
Die war kaum 3x2cm groß

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