Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichrichterschaltung B6C


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von Max M. (m_mueller)


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Hallo

Da ein Kollege und ich für eine Arbeit eine Gleichrichterschaltung 
benötigen, welche vorgegebene MOSFETs (mit integriertere Body Diode) 
beinhalten soll, ist unsere Frage:

Kann man eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs 
realisieren?

Weiß jemand von euch wie man die Ansteuerung eines solchen Schaltung in 
LTspice realisieren kann?


(Schaltung unserer Simulation im Anhang)



Danke im Voraus.

von Günter Lenz (Gast)


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Max M. schrieb:

>Kann man eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs
>realisieren?

Nein, wegen der integrierten Body Diode.

von Alexander (Gast)


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C2M... FETs klingt stark nach Crees SiC Mosfets.

Das wird ein teurer Spaß, wenn ihr damit die Grundlagen der 
Leistungselektronik erlernen wollt.

Um die Frage zu beantworten:
Ja, man kann mit den Dingern einen getakteten Gleichrichter realisieren.

Man benötigt dazu idR die Clark Park Transformation und eine 
funktionierende PLL.

Der Rest ist Raumzeigermodulation und Hardware Entwicklung.

Beachte bitte eine vernünftige Oberstrom - Sicherung zu implementieren 
und eine Kurzschlusserkennung der Fets einzubauen.

Viel Erfolg,

von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb:
> Kann man eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs
> realisieren?

Wenn du die Mosfet umdrehst und eine serielle Diode dazu hängst um die 
Body-Diode zu sperren sollte es meiner Meinung nach funktionieren.

Normalerweise verwendet man dazu aber Triacs.


Max M. schrieb:
> Weiß jemand von euch wie man die Ansteuerung eines solchen Schaltung in
> LTspice realisieren kann?

Einfach eine Spannungsquelle (PWM) oder behavioral Voltage Quelle in 
jeden Gate-Source Pfad.

von Current Fed? (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Nein, wegen der integrierten Body Diode.

Inwiefern stört diese?

von ich (Gast)


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MiMa schrieb:
>> Kann man eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs
>> realisieren?
>
> Wenn du die Mosfet umdrehst und eine serielle Diode dazu hängst um die
> Body-Diode zu sperren sollte es meiner Meinung nach funktionieren.

Genau. Eie Diode in Serie... welchen Sinn hätten dann die MOSFTs noch? 
Ein paar extra Schaltverluste vielleicht?

Mal im Ernst. Die FETs sind genau richtig herum eingebaut und da braucht 
es auch keine Seriendioden....

von F. F. (foldi)


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Habe mal ein Ladegerät gesehen wo der Gleichrichter so eingespart wurde. 
Also scheint es zu funktionieren.

von Elektrofan (Gast)


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Man muss dann die 6 FET so ansteuern, dass jeder zur "richtigen Zeit"
leitet.
Also jeweils dann, wenn die betreffende "integrierte Diode" schon von
alleine leiten würde.
In diesem Moment liegt der Einschaltwiderstand des FET parallel zur
Body-Diode, man spart dann Durchlassverluste.

von Peter D. (peda)


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Elektrofan schrieb:
> man spart dann Durchlassverluste.

Man kann aber nicht abregeln, wie es z.B. mit Triacs geht.

von Max M. (m_mueller)


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Danke für eure unterstützung.


Nochmal zu unserem Problem:
Bei unserer Simulation kamen wir zum Ergebnis das nur die Body Diode 
eine ungesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung erzeugt hat und die MOSFETs 
unwirksam waren. Wie können wir die Body Diode überbrücken, sodass wir 
nur die MOSFETs ansteuern können und die Spannung dadurch verändern 
können.

von Peter D. (peda)


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Steuern geht nur, wenn man je 2 FETs antiseriell schaltet, d.h. 12 FETs 
werden benötigt + 6 Ansteuerschaltungen + 6 Optokoppler + 6 
Stromversorgungen.

: Bearbeitet durch User
von Jack (Gast)


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Mir kräuseln sich schon die Haarlocken, wenn ich so etwas lese
Max M. schrieb:
> in LTspice realisieren

Realisieren ist für mich was anderes als eine Simulation in LTspice 
basteln.

> (Schaltung unserer Simulation im Anhang)

Was soll daran bitte eine Simulation sein? Gebt euch mal ein bisschen 
mehr Mühe. Das sind sechs MOSFETS richtig orrientiert. Gratulation... 
Ein bisschen mehr Eigenleistung solltet ihr schon reinstecken.

Damit ihr was zum spielen habt: Datenblatt LTC4359, Funktionsblöcke auf 
Seite 6.

von Max M. (m_mueller)


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Peter D. schrieb:
> Steuern geht nur, wenn man je 2 FETs antiseriell schaltet, d.h. 12 FETs
> werden benötigt + 6 Ansteuerschaltungen + 6 Optokoppler + 6
> Stromversorgungen.

Oke. Weißt du wie solche Ansteuerschaltungen ausschauen könnte(in 
LTspice)?

Jack schrieb:
> Damit ihr was zum spielen habt: Datenblatt LTC4359, Funktionsblöcke auf
> Seite 6.

Danke für die Rückmeldung. Werden wir uns anschauen.

von Günter Lenz (Gast)


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Current Fed? schrieb:
>Günter Lenz schrieb:
>> Nein, wegen der integrierten Body Diode.
>
>Inwiefern stört diese?

Weil dann kein Gleichrichten möglich ist. Wenn die
FETs dann durchgesteuert werden, gibt es einen
vollen Kurzschluß. Die gezeigte Schaltung kann also
so nicht Funktionieren. Um das Problem zu beheben,
müßte jedem  FET noch eine Diode in Reihe geschaltet
werden.

von MiMa (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Weil dann kein Gleichrichten möglich ist. Wenn die
> FETs dann durchgesteuert werden, gibt es einen
> vollen Kurzschluß. Die gezeigte Schaltung kann also
> so nicht Funktionieren. Um das Problem zu beheben,
> müßte jedem  FET noch eine Diode in Reihe geschaltet
> werden.

Wenigstens jemand der mich (bzw. die Grundgesetze der Elektronik) 
versteht.. :-)

von Current Fed? (Gast)


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Max M. schrieb:
> Nochmal zu unserem Problem

Welches also nicht ist, die "ganz normale" Gleichrichtung effizienter 
(via Synchrongleichrichtung) zu gestalten, wie es aussieht.

Peter D. schrieb:
> Steuern geht nur, wenn man je 2 FETs antiseriell schaltet

Kommen wir doch mal vom vermeintlichen Problem zur gesicherten Lösung:

Geht es einfach nur darum, aus 3P einen variablen Gleichspannungsbus <= 
der ungesteuert gleichgerichteten Spannung zu erzeugen (+ evtl. PFC)?

Denn dies läßt sich auf ganz verschiedene Weise realisieren. Hier mal 
ein Überblick (es sind aber auch Boost-Topologien dabei):

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.462.3042&rep=rep1&type=pdf

Hier etwas mit nur 2 aktiven Schaltern:

http://ipasj.org/IIJEE/Volume2Issue1/IIJEE-2013-12-02-015.pdf

MiMa schrieb:
> Wenigstens jemand der mich (bzw. die Grundgesetze der Elektronik)
> versteht.. :-)

Sorry, MiMa - ich hatte nicht begriffen, worum genau es ging.

von Current Fed? (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Um das Problem zu beheben,
> müßte jedem  FET noch eine Diode in Reihe geschaltet
> werden.

Und die FETs umgedreht.

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Wenigstens jemand der mich (bzw. die Grundgesetze der Elektronik)
> versteht.. :-)

Vielleicht die Grundgesetze der Elektronik, aber nicht die Grundgesetze 
der Leistungselektronik.

Die gezeigte Schaltung ist ein üblicher Dreiphasen Gleichrichter. Habe 
ich schon mehrfach so aufgebaut.
Mit geeigneter Ansteuerung gibt es dort keine Kurzschlüsse.

Gruß,

Edit:
https://electronics360.globalspec.com/article/9845/wolfspeed-sic-mosfets-enable-radical-improvements-in-efficiency-power-density-and-cost-for-three-phase-industrial-pfcs

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
>aber nicht die Grundgesetze
>der Leistungselektronik.

Die Physikalischen Gesetze sind bei Leistungselektronik
auch nicht anders.

von Al3ko -. (al3ko)


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Günter Lenz schrieb:
> Al3ko -. schrieb:
> aber nicht die Grundgesetze >der Leistungselektronik.
>
> Die Physikalischen Gesetze sind bei Leistungselektronik
> auch nicht anders.

Das stimmt. Aber dann frage ich mich, weshalb eine Vielzahl der aktiven 
Gleichrichter genau die oben gezeigte Schaltung verwenden, wenn sie 
eurer Ansicht nach aufgrund der physikalischen Gesetze gar nicht 
funktionieren kann.

Kann aber auch gut sein, dass ich etwas Wichtiges im Anfangspost 
überlesen habe, worauf ihr eure Ansicht stützt. Dann bitte ich natürlich 
um Entschuldigung.

Ansonsten bleibe ich dabei:
Die Schaltung funktioniert und braucht keine antiseriellen Fets oder 
Dioden oder ähnliches.

Gruß,

von Max M. (m_mueller)


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Danke für die hilfreichen Informationen über die Schalung (B6C). Bei uns 
in LTspice funktioniert die Angegebene Schaltung von oben nicht, da nur 
die Body Diode leitet.

Weiters benötigen wir noch Infos zu der Ansteuerung der 
Schaltung.(Wichtig für unsere Arbeit wäre das die Schaltung in LTspice 
funktioniert).

von Andrew T. (marsufant)


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Al3ko -. schrieb:

>
> Ansonsten bleibe ich dabei:
> Die Schaltung funktioniert und braucht keine antiseriellen Fets oder
> Dioden oder ähnliches.
>
> Gruß,


Deine Aussage ist vollkommen korrekt,

hier nochmal zur Bestätigung:

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00257713/document

ab Seite 2

von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Das stimmt. Aber dann frage ich mich, weshalb eine Vielzahl der aktiven
> Gleichrichter genau die oben gezeigte Schaltung verwenden

Gute Frage..
Mein Verständnisproblem bei "deiner" Schaltung: Durch die Body Dioden 
wird bei jeder positiven Halbwelle der Ausgangskondensator aufgeladen um 
anschließend bei negativer Halbwelle und eingeschalteten Fet`s, IGBT`s 
oder ähnlichem in das Netz zurück gespeist zu werden?

Wäre es da nicht weitaus sinnvoller nur die benötigte Energie ("meine 
Schaltung") aus dem Netz zu ziehen?

Oder bin ich hier auf dem Holzweg?
Gruß,

von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb:
> Weiters benötigen wir noch Infos zu der Ansteuerung der
> Schaltung.(Wichtig für unsere Arbeit wäre das die Schaltung in LTspice
> funktioniert).

Hab ich dir doch schon gegeben.
Aber hier das ganze in LTspice..

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Mein Verständnisproblem bei "deiner" Schaltung: Durch die Body Dioden
> wird bei jeder positiven Halbwelle der Ausgangskondensator aufgeladen um
> anschließend bei negativer Halbwelle und eingeschalteten Fet`s

Da ist dein Verständnisproblem. Das Zauberwort heißt hier PWM. High Side 
FET und Low side FET takten mit einer bestimmten Schaltfrequenz, die 
wesentlich höher als die Netzfrequenz ist (mehrere kHz) und sind IMMER 
zueinander invertierend (wenn oberer FET eingeschaltet ist, ist unterer 
FET ausgeschaltet und vice versa). Somit wird ein Kurzschluss 
verhindert.

Das meinte ich mit "Ansteuerung"

Der Strom fließt (bei reiner Wirkleistung) in Phase zur Spannung. Da 
sollte man sich mal die Schaltzustände der Fets anschauen, und gucken 
wie der Strom fließt.

Stück Papier und Bleistift reichen dabei aus, Ltspice braucht man nicht.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Da ist dein Verständnisproblem. Das Zauberwort heißt hier PWM.

Nein DA liegt es sicher nicht. Bin doch schon einige Jahre in der 
Elektronik tätig.


Al3ko -. schrieb:
> Stück Papier und Bleistift reichen dabei aus, Ltspice braucht man nicht.

Genau. Bei positiver Halbwelle kannst du takten was du willst, so oft du 
willst und auch so schnell du willst - diese fließt vollständig über die 
Body Dioden in den Kondensator. Diesen kannst du anschließend (negative 
Halbwelle) mit der selben Phase (oder währenddessen mit einer anderen 
Phase) und PWM wieder in das Netz zurück entladen. Das ist doch nicht 
wirtschaftlich??

von Günter Lenz (Gast)


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Vielleicht müßte noch mal geklärt werden was überhaupt
erreicht werden soll, also was ist das Ziel?

Max M. schrieb:
>Kann man eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs
>realisieren?

Ich habe es so verstanden, daß die Ausgangsspannung der
Gleichrichtung steuerbar sein soll. Dieses Prinzip
kenne ich bei Stromversorgungsgeräte die mit Thyristoren
arbeiten. Da arbeiten die Thyristorn als Gleichrichter
und gleichzeitig als Steuerelemente für die Ausgangsspannung.
Es gibt da einen Regelkreis, und die Thyristoren machen
eine Phasenschnittsteuerung.

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Nein DA liegt es sicher nicht. Bin doch schon einige > Jahre in der
> Elektronik tätig.

Auch nach einigen Jahren kann man noch dazu lernen. Hatte letztlich 
einen Kollegen mit >30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von 
Schaltnetzteilen, der noch nie etwas von spread spectrum oder 
feedforward in Verbindung mit SMPS und PFC gehört hat.
Ich wollte dir aber definitiv nicht zu nahe treten und deine Erfahrung 
und Können in Frage stellen.

Ich werde versuchen, heute Abend mal das Pulsmuster zu skizzieren. 
Vielleicht können wir ja dann einen Schritt weiter kommen.

Gruß,

von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Ich wollte dir aber definitiv nicht zu nahe treten und deine Erfahrung
> und Können in Frage stellen.

Ich bin mental belastbar also kein Problem :-)
Bin allerdings sehr interessiert an der Lösung und wollte nur klar 
stellen, dass mein Verständnisproblem nicht bei PWM liegt

von F. F. (foldi)


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Andrew T. schrieb:
> Deine Aussage ist vollkommen korrekt,

Schaut euch mal die Fets genau an. So wie die Schaltung im ersten Post 
steht, funktioniert sie nicht.

von ich (Gast)


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Hier meine Interpretation der Schaltung:

Die Schaltung ist korrekt und würde bei den passenden Pulsmusten auch 
"verlustarm" funktionieren.
Werden die FETs gar nicht angesteuert, entspricht die Schaltung durch 
die Bodydioden einer B6U. Um die Diodenverluste zu verringern, wird der 
FET immer dann aktiv wenn Strom durch die Bodydiode fließen würde, also 
immer dann wenn die Spannung einer Phase größer der 
Zwischenkreisspannung wird.
Wenn die Spannung an einer Phase wieder abnimmt würde bei der B6U kein 
Strom durch die Diode fließen, also muss der FET wieder schließen.

Einige verstehen hier nicht, dass der Strom "falsch herum" durch die 
FETs fließt, also von Source nach Drain.

von Al3ko -. (al3ko)


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Im Anhang ein einphasiges Beispiel, wie die beiden Fets bei PWM 
schalten, und auch welcher FET den Strom führt.

Was wichtig ist:
Die Dioden D1 und D2 sind in der idealen Anwendung überflüssig, weil der 
Kanal des Fets die body Diode kurzschließen wird. In der realen 
Anwendung dienen die body Dioden dazu, den Strom in der Totzeit zu 
führen.

Gruß,

von Al3ko -. (al3ko)


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ich schrieb:
> Um die Diodenverluste zu verringern, wird der FET immer dann aktiv wenn
> Strom durch die Bodydiode fließen würde, also immer dann wenn die
> Spannung einer Phase größer der Zwischenkreisspannung wird.

Klar, kann man machen. Preis + Aufwand für aktive Schalter (dedizierter 
Treiber, Kurzschlussschutz etc) kommen hinzu, was den Aufwand und die 
Verluste lediglich in eine andere Ecke schiebt.

Darüber hinaus hat man dennoch die blöden Oberwellen, wie bei einem 
gewöhnlichen Dioden Gleichrichter.

Man verwendet PWM, weil man damit die Oberwellen wesentlich besser 
regeln kann, weil der Strom sinusförmig geregelt wird, und oftmals in 
Phase mit der Netzspannung.

Es ist lediglich ein effizienteres Konzept zur gewöhnlichen Boost PFC.

Gruß,

von ich (Gast)


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Ich sehe das anders.
PWM bewirkt hier gar nichts, da dann der Strom vom FET lediglich auf die 
Bodydiode übergeht.
Das ist eine ganz gewöhnliche B6 mit "idealen" Dioden, ausgeführt als 
FET.

Daher ist die Ausgangsspannung hier nicht einstellbar.
Mit PWM würde man nur den Wirkungsgrad einstellen...

Die Verlustleistung der Ansteuerung verschlechtert natürlich den 
Gesamtwirkungsgrad, aber bei entsprechend großen Strömen kann man 
dennoch einiges gewinnen.

Und ja, der Stromverlauf der Phasen ist beschissen...

PWM setzt Schaltelemente ohne Bodydiode voraus, z.B. IGBTs

von Al3ko -. (al3ko)


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ich schrieb:
> PWM setzt Schaltelemente ohne Bodydiode voraus, z.B. IGBTs

Das höre ich nun wirklich zum ersten Mal. :-)
Wie dem auch sei. Ich bezweifle, dass wir auf einen gemeinsamen Nenner 
kommen werden. :-)

Gruß,

von Possetitjel (Gast)


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Al3ko -. schrieb:

> ich schrieb:
>> PWM setzt Schaltelemente ohne Bodydiode voraus, z.B. IGBTs
>
> Das höre ich nun wirklich zum ersten Mal. :-)
> Wie dem auch sei. Ich bezweifle, dass wir auf einen
> gemeinsamen Nenner kommen werden. :-)

Nun ja, das ist wohl einfach eine begriffliche Sache.

Nach meinen schwächlichen Kenntnissen steht die bescheuerte
Abkürzung "B6C" für eine GESTEUERTE Sechspulsbrücke, und
gesteuerte Brücken verwendet man, wenn man die Ausgangs-
spannung z.B. mittels Phasenanschnitt einstellen will.

Genau die Funktion als GESTEUERTE Brücke wird durch die
Body-Dioden verhindert.

von Al3ko -. (al3ko)


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Possetitjel schrieb:
> wenn man die Ausgangs- spannung z.B. mittels
> Phasenanschnitt einstellen
> will

Phasenanschnittssteuerung und Pulsweitenmodulstion sind zwei grundlegend 
unterschiedliche Dinge, oder sehe ich das jetzt falsch?

Nur weil der TE im Titel B6C schreibt, bin ich noch nicht davon 
überzeugt, dass er auch wirklich B6C meint. Ich befürchte viel mehr, 
dass er dort irgendwelche Begriffe in den Raum wirft, ohne zu wissen, 
was er tut. Diese Vermutung bekräftigt sich, wenn ich mir seine Fragen 
angucke.

Und ja, auch mittels PWM lässt sich die Spannung am Zwischenkreis 
einstellen, nämlich über den Modulationsgrad der Referenzspannumg Uref.

Dass Igbts eine Freilaufdiode besitzen liegt einfach daran, dass Igbts 
den Strom NICHT vom Emitter zum Collector leiten können. Das heißt, 
obwohl der Igbt vom Gate Treiber eingeschaltet wird, kann der Strom 
nicht von "unten nach oben" fließen. Dafür benötigt man die 
Freilaufdiode.

Verwendet man Mosfets, überbrückt der Kanal die Diode und der Strom 
fließt vom Source nach Drain. Damit spart man sich die Freilaufdiode im 
Design.

Gruß,

von Al3ko -. (al3ko)


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ich schrieb:
> PWM bewirkt hier gar nichts, da dann der Strom vom FET lediglich auf die
> Bodydiode übergeht.
> Das ist eine ganz gewöhnliche B6 mit "idealen" Dioden, ausgeführt als
> FET.

Doch, die PWM bewirkt hier alles. Sie definiert nämlich den Strom, und 
leitet ihn, damit er Sinusförmig läuft. Das ist der große Unterschied 
zum Diodengleichrichter, der netzgeführt ist. :-)

PWM kann man auch bei Mosfets verwenden :-)

von ich (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
>> PWM setzt Schaltelemente ohne Bodydiode voraus, z.B. IGBTs
>
> Das höre ich nun wirklich zum ersten Mal. :-)

Das gilt natürlich nur für diesen Kontext.
Bei z.B. einem Buck Regler sieht das anders aus, da fließt der Strom 
aber eben auch in die andere Richtung (im high side FET).

von ich (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Doch, die PWM bewirkt hier alles. Sie definiert nämlich den Strom, und
> leitet ihn, damit er Sinusförmig läuft. Das ist der große Unterschied
> zum Diodengleichrichter, der netzgeführt ist. :-)

Nein. Der Strom kommutiert beim Abschalten des FET einfach auf die 
Bodydiode!

von Al3ko -. (al3ko)


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ich schrieb:
> Al3ko -. schrieb:
> PWM setzt Schaltelemente ohne Bodydiode voraus, z.B. IGBTs
>
> Das höre ich nun wirklich zum ersten Mal. :-)
>
> Das gilt natürlich nur für diesen Kontext.

Und dem stimme ich nicht zu. Siehe meinen vorigen Beitrag:

Al3ko -. schrieb:
> Dass Igbts eine Freilaufdiode besitzen liegt einfach daran, dass Igbts
> den Strom NICHT vom Emitter zum Collector leiten können. Das heißt,
> obwohl der Igbt vom Gate Treiber eingeschaltet wird, kann der Strom
> nicht von "unten nach oben" fließen. Dafür benötigt man die
> Freilaufdiode.
> Verwendet man Mosfets, überbrückt der Kanal die Diode und der Strom
> fließt vom Source nach Drain. Damit spart man sich die Freilaufdiode im
> Design.

Ist aber auch schwer den anderen (Sowohl du mir als auch ich dir) vom 
Gegenteil zu überzeugen :-)
Ich habe die Dinger mit Fets und PWM Ansteuerung bereits gebaut, habe 
das Konzept so in diversen anderen Firmen in Industrieprodukten 
(Dreiphasige Motorsteuerungen einige kW, Windkraftanlagen einige MW) 
sowie in zahlreicher Fachliteratur gesehen. Das Konzept mit Fets kann 
also nicht so verkehrt sein.

Das alles vorausgesetzt, dass wirklich PWM verwendet wird, und nicht 
eine B6C oder wie auch immer man das auf deutsch nennt.

Gruß,

von Al3ko -. (al3ko)


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ich schrieb:
> Nein. Der Strom kommutiert beim Abschalten des FET einfach auf die
> Bodydiode!
genau, und dann kommt auch schon wenige ns später direkt der andere FET 
und schaltet ein. Die body Diode leitet nur während der Totzeit, 
gewöhnlich ein paar hundert ns. Nicht mehr.
Noch mal: das PWM Muster gibt die Schaltreihenfolge des Fets vor. Und 
die Schaltreihenfolge ist so gelegt, dass der Strom möglichst im Sinus 
durch die Drossel fließt.
Meine Zeichnung mag nicht die beste sein, weil Grundwelle und 
Schaltfrequenz fast identisch sind. Normal ist die Schaltfrequenz 
wesentlich höher, also im kHz Bereich verglichen mit den 50Hz. Da läuft 
der Strom Dan schon Sinusförmig mit etwas Ripple oben drauf.

Das macht er bei einem Diodengleichrichter definitiv nicht, weshalb PFC 
erforderlich ist aufgrund der Oberwellen.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von Max M. (m_mueller)


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Danke für die ganzen hilfreichen Antworten.

Für alle etwas genauer.
Wir brauchen wie schon gesagt für unsere Arbeit einen Gleichrichter 
basierend auf SiliziumCarbid Bauteilen. Wir sind auf die Idee gekommen, 
eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs zunehmen. 
Außerdem sollten wir, wenn es möglich ist, wieder die Gleichspannung von 
der Ausgangsseite in Wechselspannung umwandeln und ins Netze 
zurückspeisen. Wir sind aber auch offen was die Schaltung betrifft.

Daten der Schaltungen sollten sein:
Eingangsspannung: AC 230/400V
Ausgangsspannung: DC ca. 500V (steuerbar)


Da es ein Ungleichgewicht gibt, wären wir dankbar, wenn jeder seine 
Aussage mit einer Simulation (LTspice usw.) bekräftigen würde. Natürlich 
probieren wir die verschiedenen Ideen auch selber aus. Da wir auch noch 
Schüler sind, sind wir für neues Wissen immer offen.
Außerdem werden wir schon ein wenig Nachdenklich, da wir schon lange an 
diesem Problem hängen.

von Max M. (m_mueller)


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Danke für die ganzen hilfreichen Antworten.

Für alle etwas genauer.
Wir brauchen wie schon gesagt für unsere Arbeit einen Gleichrichter 
basierend auf SiliziumCarbid Bauteilen. Wir sind auf die Idee gekommen, 
eine gesteuerte Sechspuls-Brückenschaltung aus MOSFETs zunehmen. 
Außerdem sollten wir, wenn es möglich ist, wieder die Gleichspannung von 
der Ausgangsseite in Wechselspannung umwandeln und ins Netze 
zurückspeisen und das geht unseres Wissens auch mit dieser Schaltung. 
Wir sind aber auch offen was neue Schaltungsmöglichkeiten betrifft.

Daten der Schaltungen sollten sein:
Eingangsspannung: AC 230/400V
Ausgangsspannung: DC ca. 500V (steuerbar)


Da es ein Ungleichgewicht gibt, wären wir dankbar, wenn jeder seine 
Aussage mit einer Simulation (LTspice usw.) bekräftigen würde. Natürlich 
probieren wir die verschiedenen Ideen auch selber aus. Da wir auch noch 
Schüler sind, sind wir für neues Wissen immer offen.
Außerdem werden wir schon ein wenig Nachdenklich, da wir schon lange an 
diesem Problem hängen.

von MiMa (Gast)


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@Al3ko ich bin davon ausgegangen, dass die Schaltung so wie im Link 
funktioniert https://www.xplore-dna.net/mod/page/view.php?id=288
..wenn der obere einschaltet, wird Energie in den Zwischenkreis 
geladen.. (positive Halbwelle betrachtet) -> PFC nicht möglich

Das würde mit Fet`s so nicht funktionieren.

Mit Fet`s müsste der untere einschalten um den potenzialfreien 
Zwischenkreis anzuheben und ein nachladen zu verhindern oder?


Al3ko -. schrieb:
> Im Anhang ein einphasiges Beispiel, wie die beiden Fets bei PWM
> schalten, und auch welcher FET den Strom führt.

Einphasig kann das doch gar nicht funktionieren, da der Zwischenkreis 
potentialfrei ist?

Würde die Schaltung echt gerne verstehen :-)

von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb:
> Da es ein Ungleichgewicht gibt, wären wir dankbar, wenn jeder seine
> Aussage mit einer Simulation (LTspice usw.) bekräftigen würde.

Ich glaube wir reden von verschiedenen "Schaltungen". Die Schaltung mit 
Fet`s funktioniert nach einem anderen Prinzip wie die mit Thyristoren


Max M. schrieb:
> Wir brauchen wie schon gesagt für unsere Arbeit einen Gleichrichter
> basierend auf SiliziumCarbid Bauteilen.

Ihr wollt das aufbauen und in Betrieb nehmen??

von Max M. (m_mueller)


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MiMa schrieb:
>> Da es ein Ungleichgewicht gibt, wären wir dankbar, wenn jeder seine
>> Aussage mit einer Simulation (LTspice usw.) bekräftigen würde.
>
> Ich glaube wir reden von verschiedenen "Schaltungen". Die Schaltung mit
> Fet`s funktioniert nach einem anderen Prinzip wie die mit Thyristoren

Welchen Unterschied gibt leicht?

MiMa schrieb:
> Max M. schrieb:
>> Wir brauchen wie schon gesagt für unsere Arbeit einen Gleichrichter
>> basierend auf SiliziumCarbid Bauteilen.
>
> Ihr wollt das aufbauen und in Betrieb nehmen??

Nein unsere Aufgabe is derweil nur es zu planen.

: Bearbeitet durch User
von Al3ko -. (al3ko)


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Max M. schrieb:
> Welchen Unterschied gibt leicht?

Bezüglich der Ansteuerung.

Phasenanschnitt oder PWM?

von Max M. (m_mueller)


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Al3ko -. schrieb:
> Bezüglich der Ansteuerung.
>
> Phasenanschnitt oder PWM?

Weist du ob die Schaltung mit MOSFETs so richtig ist?

Deshalb Fragen wir auch da wir nicht wissen wie die Ansteuerung der 
einzelnen MOSFETs in der Schaltung funktioniert? (Da wir die Ansteuerung 
leider nicht in der Schule besprochen haben.)

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Einphasig kann das doch gar nicht funktionieren, da der Zwischenkreis
> potentialfrei ist?
Das Bild ist sicherlich ein wenig verwirrend für "Neulinge" auf dem 
Gebiet von Dreiphasenumrichtern. Das ist ein einphasiges 
Ersatzschaltbild eines Dreiphasensystems. Wenn es ein reiner einphasiger 
Wechselrichter ist, benötigt man noch die Rückführung vom Zwischenkreis, 
um den Strom zu schließen. Beim dreiphasigen System dienen die anderen 
beiden Phasen, um den Stromkreis zu schließen.
Entschuldige bitte das Missverständnis.

> Würde die Schaltung echt gerne verstehen :-)

Dann habe ich extra für dich mal eine Simulation erstellt. Ist nicht 
perfekt, sollte aber für die Diskussion ausreichen.

Schematic:
Schaltplan vom Dreiphasenwechselrichter. Zwischenkreis ist als 
Konstantspannungsquelle modelliert zwecks Vereinfachung, damit man 
sowohl als Gleichrichter (Leistung fließt from Netz in den 
Zwischenkreis) als auch als Wechselrichter (Leistungs fließt vom 
Zwischenkreis ins Netz) arbeiten kann.

Phase A:
Oberer Graph ist der Strom durch die Spule in Phase A. Unterer Graph ist 
die Netzspannung in Phase A. Man sieht schön die 180° Phasenverschiebung 
zwischen Strom und Spannung, und dass der Strom sinusförmig verläuft mit 
ein wenig überlagertem Ripple. Das heißt, dass keinerlei 
niederfrequenten Oberwellen (3. Harmonische und triplen davon) vorhanden 
sind -> Excellente PFC

PWM: (ist in PDF um die Qualität mit niedriger Dateigröße wiedergeben zu 
können)
Oberer Graph zeigt die Referenzspannung Uref (siehe Uref in meiner 
Skizze vom 17.07.) für den PWM Generator. Die Filterung ist nicht 100% 
perfekt, und das Modell arbeitet nicht diskret. Macht aber für diese 
Diskussion keinen Unterschied. Was zu erkennen ist, ist, dass Uref 
sinusförmig ansteigt.
Mittlerer Graph zeigt das erzeugte PWM Muster für S1 nach Vergleich mit 
dem Trägersignal (siehe UTräger in meiner Skizze vom 17.07.) nach dem 
PWM Generator. Man sieht deutlich, dass die Pulsbreite mit steigendem 
Uref zunimmt. Von anfangs ca. 50% Pulsbreite zu nahezu 100% Pulsbreite.
Unterer Graph zeigt das erzeugte PWM Muster für S2 nach Vergleich mit 
dem Trägersignal (siehe UTräger in meiner Skizze vom 17.07.) nach dem 
PWM Generator. Man sieht deutlich, dass das Signal invertiert ist im 
Vergleich zu dem PWM Signal von S1. Auch dies ist im Einklang mit meiner 
Skizze vom 17.07.

FFT:
Zeigt die FFT von 0Hz bis 1kHz. Man sieht, dass lediglich die 50Hz 
Komponente vorhanden ist. Die ganzen Oberwellen liegen bei der 
Schaltfrequenz, in meinen Simulationen bei 48kHz, also sehr, sehr weiter 
von 50 Hz entfernt.

Fazit:
Ein AC-DC Gleichrichter mittels Pulsweitenmodulation (PWM) funktioniert 
super. Der Strom ist sinusförmig mit ein wenig überlargertem 
hochfrequenten Stromrippel. Das heißt, dass das Spektrum keine 
niederfrequenten Oberwellen besitzt und somit eine tolle Möglichkeit zu 
sparsamen und effizienten Gleichrichtung dient. Und genau das ist 
letztendlich der Grund, weshalb das in so hoher Stückzahl in der 
Industrie eingesetzt wird, wie z.B. Frequenzumrichter für adjustable 
speed drives, Wind Turbinen etc.

Und da wir jetzt eine Simulation am Start haben:
Nun habt ihr die Möglichkeit, direkte Fragen zu stellen, welche Signale 
ihr wo sehen möchtet.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Max M. schrieb:
>Daten der Schaltungen sollten sein:
>Eingangsspannung: AC 230/400V
>Ausgangsspannung: DC ca. 500V (steuerbar)

Also die Schaltung soll steuerbar sein, die am Anfang
gezeigte Schaltung ist nicht steuerbar, sie kann höchstens
einfach nur Gleichrichten. Da könntest du auch gleich
normale Dioden benuntzen. Die FETs haben da keinerlei
Vorteile gegenüber Dioden. Das man vielleicht die 0,7V
Spannungsabfall der Bodydioden reduzieren kann, spielt ja
bei 500V keine Rolle. Steuerbar wird die Schaltung erst
wenn den FETs noch Dioden in Reihe geschaltet werden.
Dann ist bei der Ansteuerung alles möglich, linear
PWM oder Phasenschnitt. Aber wenn die FETs kalt bleiben
sollen, linear möglichst nicht verwenden.

von Al3ko -. (al3ko)


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Günter Lenz schrieb:
> Also die Schaltung soll steuerbar sein, die am Anfang
> gezeigte Schaltung ist nicht steuerbar, sie kann höchstens
> einfach nur Gleichrichten.
Unfassbar...

von Nicht-Prüf-Elektriker (Gast)


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Also es gibt zwei Lösungen

Entweder eine PWM mit den MOSFETs und Drosseln auf der Netzseite. Das 
gibt dann einen Aufwärtsdwandler der alles ab 600V DC aufwärts liefern 
kann und zugleich eine sinusförmige Stromaufnahme aus dem Netz bewirkt.

Oder eine Phasenanschnittsteuerung mit MOSFETs oder Thyristoren die die 
Netzspannung direkt zerhackt und daraus eine Zwischenkreisspannung von 0 
bis 500V erlaubt.

Bitte gib an welche es sein soll sonst streiten wir ewig herum.

von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Dann habe ich extra für dich mal eine Simulation erstellt. Ist nicht
> perfekt, sollte aber für die Diskussion ausreichen.

Vielen Dank :-)


Al3ko -. schrieb:
> Und da wir jetzt eine Simulation am Start haben:
> Nun habt ihr die Möglichkeit, direkte Fragen zu stellen, welche Signale
> ihr wo sehen möchtet.

Kannst du bitte noch ein Bild machen wo man die Phasenspannung und die 
beiden  Fet Ströme von einem Zweig sieht?
Und zusätzlich wären noch die beiden Zwischenkreispotenziale bezogen auf 
die Sternpunktspannung interessant :-)

von MiMa (Gast)


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Nicht-Prüf-Elektriker schrieb:
> Oder eine Phasenanschnittsteuerung mit MOSFETs oder Thyristoren die die
> Netzspannung direkt zerhackt und daraus eine Zwischenkreisspannung von 0
> bis 500V erlaubt.

Eine Schaltung mit Thyristoren erlaubt nur Phasenanschnitt. Für PWM 
braucht er Fet`s.

von Al3ko -. (al3ko)


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Anbei der neue Schaltplan. Änderungen sind in Rot eingekreist.

MiMa schrieb:
> Kannst du bitte noch ein Bild machen wo man die Phasenspannung und die
> beiden  Fet Ströme von einem Zweig sieht?
Ist im Bild Currents_FETs:
Oberer Graph ist IA, also der Strom durch die Spule zwischen 
Gleichrichter und Netz
Mittlerer Graph is IS1, also der Strom durch den oberen FET S1
Unterer Graph is IS2, also der Strom durch den unteren FET S2. Beachte 
die Richtungsanzeige der Strommessung!
Unterer Graph is Va0, die Spannung zwischen Phase 1 und Sternpunkt im 
Netz.

Man sieht, wie sich der Strom durch die Spule zwischen S1 und S2 
aufteilt, je nachdem welcher FET durch die PWM eingeschaltet ist. Ist S1 
eingeschaltet, fließt der gesamte Netzstrom durch den Zweig S1. S2 ist 
entsprechend vollkommen ausgeschaltet (da invertierend) und es fließt 
KEIN Strom durch S2.

Erst wenn S1 ausschaltet, schaltet S2 ein, und der Strom kommutiert von 
S1 zu S2. Die Pulsweite ändert sich mit jeder Schaltperiode entsprechend 
dem Sinus.

> Und zusätzlich wären noch die beiden Zwischenkreispotenziale bezogen auf
> die Sternpunktspannung interessant :-)
Im Bild Common_Mode:
Oben: Phasenspannung Va0 (Phase A und Sternpunkt)
Unten: Spannung zwischen Sternpunkt und Mittelpunkt des Zwischenkreises. 
Nennt sich in Fachkreisen "Common Mode Voltage" und ist ein bitterer 
Beigeschmack der PWM Anwendung, weil es gravierende EMV Probleme 
erzeugen kann. Google Suche: Bearing currents

Gruß,

von Max M. (m_mueller)


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Danke für die Rückmeldung.

Nicht-Prüf-Elektriker schrieb:
> Bitte gib an welche es sein soll sonst streiten wir ewig herum.

Das haben wir nicht gewusst, dass es zwei Möglichkeiten gibt.
Oke für uns ist die zweite Möglichkeit sicher die Beste da wir den 
Spannungsbereich von 0 bis 500V benötigen. Wenn diese mit MOSFETs 
funktioniert wäre das die beste Lösung.

MiMa schrieb:
> Eine Schaltung mit Thyristoren erlaubt nur Phasenanschnitt. Für PWM
> braucht er Fet`s.

Wir möchten einfach mit MOSFETs eine gesteuerte 
Sechspuls-Brückenschaltung realisieren und möchten wissen wie man die 
MOSFETs ansteuert.
Ist das möglich?

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Kannst du bitte noch ein Bild machen wo man die Phasenspannung und die
> beiden  Fet Ströme von einem Zweig sieht?

Dieses Bilder ist schön, weil die ersten drei Achsen nun dieselbe 
Skalierung haben. Ist mir vorher nicht aufgefallen.

Gruß,

von Günter Lenz (Gast)


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Hier ist ein Drehstromgleichrichter abgebildet.
Bitte mal schauen bei "Ungesteuerte Drehstrombrücke (B6U)"

https://de.wikipedia.org/wiki/Dreiphasengleichrichter

Die Bodydioden der FETs in der Schaltung hier am Anfang
sind genauso angeordnet wie in diesem Drehstromgleichrichter,
und die machen auch das gleiche. Wir haben also immer
noch eine Gleichspannung am Ausgang auch wenn die FETs
nicht angesteuert werden. Wir können also die Schaltung
nicht so ansteuern, daß am Ausgang vielleicht 100v
oder 0V oder 200v rauskommt.

von Al3ko -. (al3ko)


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Günter Lenz schrieb:
> Wir können also die Schaltung
> nicht so ansteuern, daß am Ausgang vielleicht 100v
> oder 0V oder 200v rauskommt.
Jetzt hat es endlich Klick gemacht. Ich bin immer von 
Zwischenkreisspannungen größer als Netzspannung ausgegangen. Sorry, dass 
ich den Fall von Zwischenkreisspannungen kleiner als Netzspannung 
ausgeschlossen habe, was sicherlich dein Einwand war.

Du hast natürlich Recht, für Zwischenkreisspannung kleiner Netzsspannung 
brauchen wir einen Buck Rectifier oder eine B6C mit 
Phasenanschnittssteuerung. Buck Rectifier ist dann aber eine andere 
Schaltung als am Anfang. Jetzt habe ich deinen Einwand endlich 
verstanden. :)

Möchte man eine Zwischenkreisspannung niedriger als die Netzsspannung, 
gibt es meines Erachtens 3 Ansätze:
1. Buck Rectifier (nicht so toll, weil der Buck Rectifier nicht 
arbeitet, wenn der Momentanwert der Netzspannung niedriger ist als die 
Zwischenkreisspannung)
2. Boost Rectifier mit anschließendem DC/DC Wandler
3. B6C mit Phasenanschnittsteuerung.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von Max M. (m_mueller)


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Al3ko -. schrieb:
> B6C mit Phasenanschnittsteuerung.

Jetzt noch mal.
Kann ich jetzt eine B6C Schaltung aus MOSFETs nehmen wenn ich die 
230/400V AC auf 0-500V DC umrichten will.
Wenn ja, bitte erklärt wie die Ansteuerung funktioniert und wie genau 
die Schaltung aussieht. Da wir leider nicht zum Ergebnis kommen und die 
MOSFETs bei uns in der Schaltung nichts machen, sondern nur die Body 
Dioden.

: Bearbeitet durch User
von ich (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Die Bodydioden der FETs in der Schaltung hier am Anfang
> sind genauso angeordnet wie in diesem Drehstromgleichrichter,
> und die machen auch das gleiche.

Danke, endlich jemand der mich versteht!!!

von ich (Gast)


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Max M. schrieb:
> Kann ich jetzt eine B6C Schaltung aus MOSFETs nehmen wenn ich die
> 230/400V AC auf 0-500V DC umrichten will.

NEIN.
Das ist eine ungesteuerte B6, egal ob die Gates angesteuert werden oder 
nicht.
Also kommt auch immer die gleiche Spannung raus.

von Max M. (m_mueller)


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ich schrieb:
> NEIN.

Was kann ich dann machen?

von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Man sieht, wie sich der Strom durch die Spule zwischen S1 und S2
> aufteilt, je nachdem welcher FET durch die PWM eingeschaltet ist. Ist S1
> eingeschaltet, fließt der gesamte Netzstrom durch den Zweig S1. S2 ist
> entsprechend vollkommen ausgeschaltet (da invertierend) und es fließt
> KEIN Strom durch S2.

Dass es mit einer Serieninduktivität funktioniert habe ich nie 
bezweifelt. Die Ausgangsschaltung ist aber definitiv ohne.


Max M. schrieb:
> Wir möchten einfach mit MOSFETs eine gesteuerte
> Sechspuls-Brückenschaltung realisieren und möchten wissen wie man die
> MOSFETs ansteuert.
> Ist das möglich?

Wie man grundsätzlich in LTspice ansteuersignale generiert, hab ich dir 
schon zugesendet. Über die Funktionsweise der Schaltung an sich sind wir 
(oder zumindest ich) uns noch nicht ganz einig -> etwas Geduld ;-)


Al3ko -. schrieb:
> Du hast natürlich Recht, für Zwischenkreisspannung kleiner Netzsspannung
> brauchen wir einen Buck Rectifier oder eine B6C mit
> Phasenanschnittssteuerung. Buck Rectifier ist dann aber eine andere
> Schaltung als am Anfang. Jetzt habe ich deinen Einwand endlich
> verstanden. :)

Sag ich doch seit meinen ersten Post...

Trotzdem vielen Dank für deine Bemühungen Al3Ko :-)


Max M. schrieb:
> ich schrieb:
>> NEIN.
>
> Was kann ich dann machen?

In dem du deine Fet durch Triacs ersetzt, auf PFC verzichtest und das 
ganze mit Phasenanschnitt ansteuerst.

von Max M. (m_mueller)


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MiMa schrieb:
> Wie man grundsätzlich in LTspice ansteuersignale generiert, hab ich dir
> schon zugesendet.

Wo? Habe ich das übersehen?

MiMa schrieb:
> In dem du deine Fet durch Triacs ersetzt, auf PFC verzichtest und das
> ganze mit Phasenanschnitt ansteuerst.

Problem ich brauche SiliciumKarbid Bauteile da gibt es momentan nur 
Dioden und MOSFETs auf dem Markt.

von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb:
> MiMa schrieb:
>> Wie man grundsätzlich in LTspice ansteuersignale generiert, hab ich dir
>> schon zugesendet.
>
> Wo? Habe ich das übersehen?

Ja. Datum: 17.07.2018 16:03


Max M. schrieb:
> Problem ich brauche SiliciumKarbid Bauteile da gibt es momentan nur
> Dioden und MOSFETs auf dem Markt.

Dann mach es so wie ich es dir (und alle anderen auch) seit dem ersten 
Beitrag sagen. Polatität der Fet`s umdrehen und eine Diode in Serie 
schalten ;-)

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Trotzdem vielen Dank für deine Bemühungen Al3Ko > :-)

immer wieder gerne - jetzt habe auch ich es gerallt und wir sind uns 
alle einig ?

Phasenanschnittssteuerung kenne ich nur aus der Vorlesung, erklärt vom 
Professor mit grauen Haaren.

In meinen vielen Jahren in der Leistungselektronik (mehrere 100W bis hin 
zu mehreren MW) habe ich Gleichrichter mittels Phasenanschnittssteuerung 
nie in Produkten gesehen.
Ich dachte immer, dass es aus der alten Zeit kommt, in der Igbts und 
Mosfets noch nicht ausgereift waren.

Daher eine Grundsatzfrage von mir:
B6C mit Triacs, wie bekommt man dort die Oberwellen (3. Harmonische etc) 
in in industriellen Anwendungen in den Griff? Mittels netzseitigem 
Filter (L, LC oder LCL) nehme ich an?

Gruß,

von Max M. (m_mueller)


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MiMa schrieb:
> Max M. schrieb:
>> MiMa schrieb:
>>> Wie man grundsätzlich in LTspice ansteuersignale generiert, hab ich dir
>>> schon zugesendet.
>> Wo? Habe ich das übersehen?
> Ja. Datum: 17.07.2018 16:03

Aso danke. Für einen MOSFET kann ich das Ansteuern auch aber wenn ich 
das Wissen dann auf die B6 Schaltung übertrage funktioniert es nicht.

MiMa schrieb:
> Max M. schrieb:
>> Problem ich brauche SiliciumKarbid Bauteile da gibt es momentan nur
>> Dioden und MOSFETs auf dem Markt.
>
> Dann mach es so wie ich es dir (und alle anderen auch) seit dem ersten
> Beitrag sagen. Polatität der Fet`s umdrehen und eine Diode in Serie
> schalten ;-)

Oke habe ich schon mal gemacht. Aber funktionirt leider nicht.
Kannst du mir das mal auf LTspice simulieren und mir schicken?

Danke im Voraus.

: Bearbeitet durch User
von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Phasenanschnittssteuerung kenne ich nur aus der Vorlesung, erklärt vom
> Professor mit grauen Haaren.

So wie jeder Professor den ich kenne ;-)


Al3ko -. schrieb:
> mehreren MW

Soweit bin ich noch nicht. Leider erst einige hundert kW aber trotzdem 
schon sehr interessant! Habe allerdings auch noch keine grauen Haare

Al3ko -. schrieb:
> Ich dachte immer, dass es aus der alten Zeit kommt, in der Igbts und
> Mosfets noch nicht ausgereift waren.

Kann ich dir nur zustimmen. Ohne PFC kauft dir doch keiner was ab.


Al3ko -. schrieb:
> in in industriellen Anwendungen in den Griff?

DARF man da überhaupt von Netzanbieter aus Phasenanschnitt machen? Das 
wird doch nur bei kleinen Leistungen (Beleuchtung) geduldet.

Al3ko -. schrieb:
> Mittels netzseitigem
> Filter (L, LC oder LCL) nehme ich an?

Ist doch nahezu unmöglich weil die dritte Harmonische bei nur 150Hz 
liegt.
Wird im großen Stil (alles außer Hobby) wo man eine EMV Prüfung benötigt 
nicht bezahlbar sein.

Max M. schrieb:
> Oke habe ich schon mal gemacht. Aber funktionirt leider nicht.

Schick mir das und wenn ich Zeit finde ändere ich es dir ab.
Ansonsten kann ich ja gleich die ganze Arbeit selber machen ;-)

Was ist das für eine Schule?

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Al3ko -. schrieb:
>> Ich dachte immer, dass es aus der alten Zeit kommt, in der Igbts und
>> Mosfets noch nicht ausgereift waren.
>
> Kann ich dir nur zustimmen. Ohne PFC kauft dir doch keiner was ab.
>
> Al3ko -. schrieb:
>> in in industriellen Anwendungen in den Griff?
>
> DARF man da überhaupt von Netzanbieter aus Phasenanschnitt machen? Das
> wird doch nur bei kleinen Leistungen (Beleuchtung) geduldet.
>
> Al3ko -. schrieb:
>> Mittels netzseitigem
>> Filter (L, LC oder LCL) nehme ich an?
>
> Ist doch nahezu unmöglich weil die dritte Harmonische bei nur 150Hz
> liegt.
> Wird im großen Stil (alles außer Hobby) wo man eine EMV Prüfung benötigt
> nicht bezahlbar sein.

Gut, dass wir auch hier derselben Ansicht sind. Dieses Mal ohne 
ellenlange Diskussion ?

Ich glaube, Max hat zu wenige Informationen preis gegeben. Bzw ich bin 
fest davon überzeugt, dass Max eigentlich nicht genau weiß, was genau er 
will. Bis dahin zweifle ich sogar daran, dass Phasenanschnitt für ihn 
die richtige Wahl ist. Ich würde ein Eis darauf verwetten, dass seine 
Anwendung insgeheim nach Boost PFC schreit, er aus der Vorlesung aber 
nur B6C kennt.

Ist aber nur wilde Spekulation. Ich halte mich ab jetzt heraus und lese 
nur noch still mit.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Gut, dass wir auch hier derselben Ansicht sind. Dieses Mal ohne
> ellenlange Diskussion ?

Wie lange warst du da am kopieren? ;-)
Es liegt nun mal in der Natur von Technikern Problemen auf den Grund zu 
gehen. Empfinde das als sehr positive Eigenschaft


Al3ko -. schrieb:
> Ich würde ein Eis darauf verwetten, dass seine
> Anwendung insgeheim nach Boost PFC schreit, er aus der Vorlesung aber
> nur B6C kennt.

Dagegen spricht:
Max M. schrieb:
> Oke für uns ist die zweite Möglichkeit sicher die Beste da wir den
> Spannungsbereich von 0 bis 500V benötigen.


Al3ko -. schrieb:
> Bis dahin zweifle ich sogar daran, dass Phasenanschnitt für ihn
> die richtige Wahl ist.

Die einzig umsetzbare Lösung wenn die Verwendung von SiC und diese 
Schaltung vorgeschrieben ist oder?

Beitrag #5491098 wurde vom Autor gelöscht.
von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb im Beitrag #5491098:
> Schicke dir im Anhang das Bild von unserer Schaltung. Keine Ahnung ob
> das passt oder komplett falsch ist.

LTspice. Ein wenig Arbeit sollt auch du haben ;-)


Max M. schrieb im Beitrag #5491098:
> Darf man eigentlich LTspice Dateien (.asc) in den Anhang geben?

Kannst sie auch direkt als Text posten. Wird aber bei grösseren 
Schaltungen sehr lang und deshalb mach ich es lieber als Anhang.


Max M. schrieb im Beitrag #5491098:
> Al3ko -. schrieb:
>> Ich würde ein Eis darauf verwetten, dass seine
>> Anwendung insgeheim nach Boost PFC schreit, er aus der Vorlesung aber
>> nur B6C kennt.
>
> Du hast sogar recht. Wäre nett wenn du mir das nochmal genau erklärst.
> Sind noch Neulinge auf diesem Gebiet. Deshalb fragen wir euch. :)

Super. Nur 72 Beiträge und schon wissen wir um welche Schaltung es 
eigentlich geht ;-)

Du hast doch gesagt die Ausgangsspannung soll zwischen 0V und 500V 
einstellbar sein? Das geht nicht mit dem Boost.

von Al3ko -. (al3ko)


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MiMa schrieb:
> Super. Nur 72 Beiträge und schon wissen wir um welche Schaltung es
> eigentlich geht ;-)

Vielleicht macht er sich auch nur einen Spaß und veräppelt uns hier 
alle. :-D

von MiMa (Gast)


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Al3ko -. schrieb:
> Vielleicht macht er sich auch nur einen Spaß und veräppelt uns hier
> alle. :-D

Auch wenn schon. Jetzt habe ich mir wenigstens mal über gesteuerte 
Gleichrichter den Kopf zerbrochen :-)

von Max M. (m_mueller)


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MiMa schrieb:
> Schick mir das und wenn ich Zeit finde ändere ich es dir ab.
> Ansonsten kann ich ja gleich die ganze Arbeit selber machen ;-)

Schicke dir im Anhang das Bild von unserer Schaltung. Keine Ahnung ob 
das passt oder komplett falsch ist.
Bitte um Verbesserung.

Darf man eigentlich LTspice Dateien (.asc) in den Anhang geben?

Al3ko -. schrieb:
> Ich würde ein Eis darauf verwetten, dass seine
> Anwendung insgeheim nach Boost PFC schreit, er aus der Vorlesung aber
> nur B6C kennt.

Du hast sogar recht. Wäre nett wenn du mir das nochmal genau erklärst. 
Sind noch Neulinge auf diesem Gebiet. Deshalb fragen wir euch. :)

Danke für eure Hilfe. Hoffe ihr helft uns weiter so und weiter wir 
machen uns keinen Spaß mit euch brauch nur dringend Hilfe. :)

: Bearbeitet durch User
von Current Fed? (Gast)


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Was denn nun?

Soll die geregelte, variable Ausgangsspannung nun unterhalb oder 
oberhalb des (weitgehend festen) Wertes einer ungesteuerten 
Gleichrichtung (egal ob allein mit Dioden, oder mit FETs als 
Synchrongleichrichter) liegen?

Unterhalb = Buck Rectifier

Oberhalb = Boost Rectifier

Beides = Buck / Boost Rectifier

Prämisse ist, daß PFC Funktion enthalten sein soll.

@Al3ko: Ja, bei Phasenanschnitt wird mit hohen L und C Werten 
gearbeitet, wenn der Power Factor einigermaßen hoch sein soll. Für 
Taktung bei höheren Frequenzen dürfen die Elemente naturgemäß weit 
kleiner (Wert wie auch phys. Größe) ausfallen.

Drück Dich bitte exakt aus, was das Ziel ist, Max.

Am besten nicht nur, was Du glaubst, daß die Lösung sein könnte, sondern 
auch, worum es im_Gesamten geht (zumindest mehr als bis jetzt...). 
Sonst gibt es vielleicht weitere 420 Beiträge, nach welchen sich wieder 
alles als nutzlos herausstellt.

von Felsentreu (Gast)


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Hi,
hier was für Wagemutige: ein Fet; eine Ansteuerung; ein Ding, das 
explodieren kann. Kann irgendwas zwischen wenigen Volt und 
Spitzenspannung.

Grüße

von Max M. (m_mueller)


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Current Fed? schrieb:
> Drück Dich bitte exakt aus, was das Ziel ist, Max.

Hier nun nochmal unser Ziel:
Unsere Vorgabe ist eine Gleichrichterschaltung mit SiliziumCarbid 
Bauteilen zu entwerfen, mit einer Eingangsspannung von 230V/400V AC. Die 
Ausgangsspannung hat keine Grenze nach oben und soll bis auf wenige Volt 
steuerbar sein.  Der Markt bietet derzeit aber nur Dioden und MOSFETs 
aus SiliziumCarbid.
Eine weitere Aufgabe wäre, die Gleichspannung von der Ausgangsseite 
wieder in einen Sinus umzuwandeln und in das Netz zurückspeisen. Wäre 
super, wenn das auch mit der Schaltung möglich ist an.


Felsentreu schrieb:
> Hi,
> hier was für Wagemutige: ein Fet; eine Ansteuerung; ein Ding, das
> explodieren kann. Kann irgendwas zwischen wenigen Volt und
> Spitzenspannung.
>
> Grüße

Danke für die Simulation.
Haben sie schon simuliert und eine Gleichspannung am Ausgang 
rausbekommen.  Haben aber noch Fragen.
Wie kann man bei dieser Schaltung die Spannung steuern (Welchen Wert 
muss man ändern um eine höhere/kleinere Spannung zu bekommen)?
Ist mit dieser Schaltung auch das zurückspeisen ins Netz möglich?

von Peter D. (peda)


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Al3ko -. schrieb:
> Anbei der neue Schaltplan.

Der entscheidende Trick sind die Speicherdrosseln L1, L2 und L3. Nur 
dadurch kann man die FETs so steuern, daß die Substratdioden nicht 
kurzschließen. Man hat dadurch an den FETs auch nicht mehr den 50Hz 
Drehstrom.
Diese Drosseln fehlen aber in der Originalschaltung, diese kann daher 
nur gleichrichten.

von Al3ko -. (al3ko)


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Peter D. schrieb:
> Al3ko -. schrieb:
>> Anbei der neue Schaltplan.
>
> Der entscheidende Trick sind die Speicherdrosseln L1, L2 und L3. Nur
> dadurch kann man die FETs so steuern, daß die Substratdioden nicht
> kurzschließen. Man hat dadurch an den FETs auch nicht mehr den 50Hz
> Drehstrom.
> Diese Drosseln fehlen aber in der Originalschaltung, diese kann daher
> nur gleichrichten.

Das stimmt. Ich hatte - auch wenn die Drosseln nicht mit eingezeichnet 
waren - trotzdem mit bedacht. Auch hatte ich die Angabe überlesen, dass 
die Spannung zwischen 0V und 500V einstellbar sein soll. Das geht bei 
Boost PFC lediglich mit nachgeschaltetem DC/DC Wandler.

Da hatte ich nicht zu Ende gedacht, bzw. den Stand der Technik als 
absolute Lösung angesehen, und andere Lösungen ignoriert.

Aber danke für die (nochmalige) Aufklärung :)

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von Felsentreu (Gast)


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Moin,
Max M. schrieb:
> Ist mit dieser Schaltung auch das zurückspeisen ins Netz möglich?
Nein, diese Schaltung macht nur Gleichrichtung.
Die Ausgangsspannung kann durch Ändern der Spannungsteiler R5/R6 oder 
R7/R8 eingestellt werden.

Grüße

von Max M. (m_mueller)


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Felsentreu schrieb:
> Moin,
> Max M. schrieb:
>> Ist mit dieser Schaltung auch das zurückspeisen ins Netz möglich?
> Nein, diese Schaltung macht nur Gleichrichtung.
> Die Ausgangsspannung kann durch Ändern der Spannungsteiler R5/R6 oder
> R7/R8 eingestellt werden.

Oke gibt es da eine Formel wo man sich die Widerstandswerte für eine 
gegebene Ausgangsspannung ausrechen kann.

Weiters: Weiß noch jemand eine bessere Lösung. Da wir eigentlich nicht 
immer Widerstandswerte ändern wollen. Da es sehr umständlich ist wenn 
man diese Schaltung in echt realisieren will (was wir nicht wollen aber 
nur der Gedanke) und die Widerstände immer ändern muss. Oder hat jemand 
eine andere Idee wie das geht? Da wir ja die Ausgangspannung variabel 
haben wollen.


Nur zur Info:
Da wir vorher immer geschrieben haben, dass wir eine B6C Schaltung aus 
MOSFETs wollen. Das möchten wir immer noch aber uns geht ein bisschen 
die Zeit aus und wenn das die einzige Möglichkeit ist um die DC Spannung 
kleiner zu machen müssen wir die Methode mit dem DC-DC Wandler nehme.

von MiMa (Gast)


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Max M. schrieb:
> Weiters: Weiß noch jemand eine bessere Lösung. Da wir eigentlich nicht
> immer Widerstandswerte ändern wollen. Da es sehr umständlich ist wenn
> man diese Schaltung in echt realisieren will (was wir nicht wollen aber
> nur der Gedanke) und die Widerstände immer ändern muss.

Potentiometer..


Dann nehmt einen Gleichrichter mit nachgeschaltetem Buck-Converter..
Hier hast du <deine ganze Arbeit> in LTspice als Simulation. Zum 
verändern der Ausgangsspannung einfach den dutycycle zwischen 0 und 1 
(entspricht 100%) verändern.

Die Formel dazu: Ausgangsspannung=Eingangsspannung*dutycycle
(Gilt nur solange du im continous conduction mode arbeitest. Sprich die 
Last darf nicht zu gering sein am Ausgang)

Hoffentlich werde ich dafür bei eurer Arbeit auf der Titelseite als 
Autor vermerkt..

von Max M. (m_mueller)


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MiMa schrieb:
> Hoffentlich werde ich dafür bei eurer Arbeit auf der Titelseite als
> Autor vermerkt..

 Danke für die Hilfe und deine Geduld.

Zur Info
In der Zwischenzeit haben mein Kollege und ich das Problem auf eine 
andere weiße gelöst. Mit folgenden Unterlagen ist uns das gelungen:

Current Fed? schrieb:
> Denn dies läßt sich auf ganz verschiedene Weise realisieren. Hier mal
> ein Überblick (es sind aber auch Boost-Topologien dabei):
>
> 
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.462.3042&rep=rep1&type=pdf

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