Hi, ich habe Anfang dieses Jahres diesen "Einweggleichrichter" entdeckt und auf N-FET gespiegelt. http://robotics.ong.id.au/2014/07/30/raspberry-pi-b-power-protection-circuit/ Jetzt bin ich mal wieder daran. Ich habe meinen Schaltplan und Messungen (wieder mit Nabendynamo, Last ist 100μF und ein paar kΩ) angehängt. Blau: Eingangsspannung [in Volt] Grün: Ausgangsspannung [wieder Volt] Gelb: Gate-Source-Spannung [auch Volt] (Zenerdiode war bei der Messung 5,1V, wegen Bauteilsalat.) Nabendynamo läuft bei etwa 12Hz. (T3 war ursprünglich BUK9M53-60E, macht aber keinen Unterschied.) Warum das ganze? Um den Spannungsabfall an einer Diode zu sparen (habe ich damals schon erklärt, hat aber kaum jemand verstanden). Spannungsabfall ist im Bild demonstriert, indem ich T3 durch zwei Dioden 1N4148 ersetzt habe. Was mich stört, ist der recht hohe Ruhestrom, wenn der Eingang offen/kurzgeschlossen ist, aber am Ausgang noch Ladung ist. Über R1 und R3 beträgt der Ruhestrom etwa 200μA, womit der Akku, der geladen werden soll, nach 2 Wochen wieder leer wäre. Lösungsansatz: Bei R1 oder R3 hätte ich gerne auch 1MΩ. In dieser Form schaltet dann aber T3 zu langsam ab / T2 zu langsam ein. Da muss ich noch überlegen. Vielleicht einen IRLML2244 für T2, denn durch dessen Gate fließt kein Strom. Gute Nacht noch.
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Genau um den Spannungsabfall an den Dioden bei niedrigen Geschwindigkeiten zu sparen. Aber das gibt es nicht umsonst, dh einen anderen Nachteil, wie Du schon herausgefunden hast.
keine Ahnung aber wie wärs mit nem Brückengleichrichter aus SM74611?
David H. schrieb: > Was mich stört, ist der recht hohe Ruhestrom, wenn der Eingang > offen/kurzgeschlossen ist, aber am Ausgang noch Ladung ist. Über R1 und > R3 beträgt der Ruhestrom etwa 200μA, womit der Akku, der geladen werden > soll, nach 2 Wochen wieder leer wäre. Einfach eine Diode zwischen deinem Spezialgleichrichter und den Akku einfügen!:-))) Im Ernst, wenn schon ein grottiger Einweggleichrichter verwendet wird, dann lohnt sich das optimieren nicht. Für signifikant bessere Ergebnisse lieber auf Vollwellen/ Brückengleichrichter umsteigen.
Ich will mal versuchen, auf deine Frage einzugehen und nicht die Sinn deines Vorhabens in Zweifel zu ziehen. R1 ist viel kleiner als R2, weil sich dadurch die B/E-Schwellspannungen von T1 und T2 deutlich unterscheiden. Das ist erforderlich, damit noch eine definierte, minimale Dioden-Schwellspannung bleibt, andernfalls könnte der Ausgang den Eingang rückspeisen. Wenn R1 größer gemacht wird, kann das Ganze immer noch funktionieren, aber es wäre prinzipiell keine gute Idee. Aber mit einem zusätzlichen Spannungsteiler an der Basis T1 ließe sich das wieder zurecht rücken. R3 bleibt dabei am Kollektor von T1. Das langsame Schalten, von dem du schreibst, könnte eine falsche Beschreibung des bereits erwähnten und zu erwartenden Effekts der zu geringen Dioden-Schwellspannung sein, es könnte aber auch ein Problem mit dem dynamischen Verhalten der Schaltung sein. Ein ausreichender Kondensator C -> E (T1) sollte das beheben. Auch wegen des recht hochohmigen R2 würde T3 relativ langsam einschalten, aber relativ heißt: Wenn's reicht, ist's ok. Diese ganze Schaltstufe kann man noch deutlich beschleunigen, ohne mehr Stromaufnahme zu bekommen. SM74611: Datenblatt lesen, verstehen und dann einsehen, dass die SM74611 ungeeignet sind. Brückengleichrichter: Ja, auf jeden Fall sinnvoll. Wie ist das mit Sättigung eines Dynamos (oder Trafos) wenn er DC-belastet wird? Wenn meine Änderungsvorschläge funktionieren, könnte man über eine Vollwellen-Version der Schaltung nachdenken.
Anzumerken sei noch, dass Dynomostrom viele Oberwellen enthält und vor allem bei niedrigen Drehzahlen dieser Anteil höher ist. Das führt dazu, dass bereits bei geringen Geschwindigkeiten, ca. ab 3km/h bereits LED mit vorgeschalteten Widerstand ab 1,7V (Rote LED) zu leuchten beginnen. Hinter den Gleichrichter müßte man zustzlich noch eine zweite Schaltung setzen, die nach einer bestimmten Zeitkonstante die Last, bzw. den Akku komplett trennt (Also noch ein weiterer MOSFET als Schalter.). Eine andere Lösung sehe ich hier eigentlich nicht.
David H. schrieb: > Warum das ganze? Um den Spannungsabfall an einer Diode zu sparen (habe > ich damals schon erklärt, hat aber kaum jemand verstanden). Das macht aber keinen grossen Sinn, weil ein Fahrraddynamo als Stromquelle diesen "Abfall" problemlos ausgleicht. Und an seinen Waden wird man die paar Milliwatt wohl auch nicht merken.
Dieter schrieb: > Hinter den Gleichrichter... Hat mit dem Gleichrichter nicht viel zu tun, aber nagut. Der Dynamo ist übrigens ein DH-3N20-A von Shinamo, ein typischer Billig-Dynamo. Liefert im Leerlauf (mit 11kΩ und ohne TVS gemessen) locker 160V Scheitelspannung. (Ihr dürft an meinen Messungen zweifeln, aber nur ein bisschen.) Zur Vollständigkeit habe ich Spannungskurven [und wieder in Volt] für zwei ohmsche Lasten (versucht anzuhängen). Dynamo läuft bei grob 8Hz.
Bei 30kmh hat meiner im Leerlauf ca. 25V eff 120...150Hz, ein alter Seitenlaufer die vierfache Frequenz. Bei deinen 60 kmh sind die Scheitelwerte etwas zu hoch.
Der Zahn der Zeit schrieb: > Wenn meine Änderungsvorschläge funktionieren Entweder sie funktionieren nicht so gut oder ich habe sie nicht richtig verstanden. Das beste Ergebnis habe ich jetzt mit anderen Widerstandswerten erreicht: R1 = 500kΩ R2 = 1MΩ R3 = 1kΩ Mit zufälligen Versuchen habe ich festgestellt, dass ein 100nF parralel zu R2 schnelleres An- und Abschalten bei hohen Frequenzen bewirken könnte, aber sonst noch langsamer macht (logisch...). Die Gatespannung ist jetzt abhängig vom Strom über T3, erst bei 1A schaltet er voll durch. Daraus schließe ich, dass diese Schaltung mehr Spannungsabfall fordert, etwa 0,2V. Bilder anhängen geht leider immer noch nicht: Failed loading page
Um das ganze albern zu machen, habe ich jetzt die ganzen Transistoren und so durch einen OpAmp ersetzt, durch einen TS272. OpAmp wird über Out+ und Out- versorgt, aber mit Widerstand und Zenerdiode. Dynamo- und Out- über Spannungsteiler an negativen und positiven Eingang. Halt: Out- ist Out-, also kommt an den positiven Eingang einfach Out- plus den gewünschten Spannungsabfall. Habe einfach trotzdem Out- angeschlossen, also Spannungsabfall = 0V. Spannungsteiler für negativen Eingang ist 10kΩ:1MΩ, damit bleibt man sogar im erlaubten Spannungsbereich. Ausgang direkt ans Gate. Der Ausgang steuert das Gate so, dass der gewünschte Spannungsabfall abfällt. Mit den 0V funktioniert das ziemlich gut. Der OpAmp wird als Komparator genutzt. Mit dem digitalen Ausgang eines Analog-Komparator in einem AVR probiere ich es später auch noch aus. Dann ist das ganze gleich programmierbar, aber der Spannungsteiler muss eine niedrigere Impedanz haben -> Stromverbrauch? Einmal auslachen bitte.
Einmal muss man alle moeglichen Varianten ausprobieren. Und das ist ok. Vor allem lernt man viel dabei.
Dieter schrieb: > Einmal muss man alle moeglichen Varianten ausprobieren. Und das > ist ok. Vor allem lernt man viel dabei. Das möchte ich einmal ganz dick und fett unterstreichen und allen denen hinter die Ohren schreiben, die als "Antworten" nicht mehr wissen oder können, als das Vorhaben des Fragestellers (oder gleich seinen Geisteszustand) in Frage zu stellen. R1 = 500kΩ R2 = 1MΩ R3 = 1kΩ Das müsste immer noch für die geringe erforderliche Schwellspannung reichen, die dafür gebraucht wird, damit der FET nicht noch bei geringen Rückwärtsströmen leitet. R3 ist offensichtlich nur ein Schutz, wenn die Spannung über die beiden Emitter zu hoch wird und einer zu "zenern" beginnt (das passiert bei etwa 10 V). 100n parallel R2 -> schneller? Meinst du wirklich schneller? Oder früher? Da ist doch was faul. Oberfaul. Halt - ein Teil der AC-Spannung ist dann ja der Gate-Spannung überlagert - irgendwas passiert dann. Klingt ungesund. Deutlich schneller bekämst du die Schaltung mit einem Emitterfolger zwischen T2 C und T3 G. PNP oder NPN - das müsste weitgehend egal sein. 1 - 10k als Emitterwiderstand würde ich mal vorsehen. Es gibt noch eine trickreichere Schaltung mit Emitterfolger: NPN-Transistor, kein Emitterwiderstand, statt dessen eine Diode zwischen seine Basis (Anode) und den Emitter (Kathode). Dann wird die Gate-Spannung nicht über einen relativ hochohmigen Widerstand abgebaut, sondern über T2, der wahrscheinlich beim Low-Ziehen deutlich kräftiger ist. (Wenn nicht: noch ein PNP-Transistor statt der Diode. Dann haben wir eine Gegentakt-Endstufe.) Mit OP-Amp: Die 2-Transistorschaltung ist im Prinzip auch einem Op-Amp ähnlich. Natürlich sollte es auch mit einem Op-Amp gehen. Meine größte Sorge dabei wäre, dass das Verhalten des Op-Amps bei geringer Betriebsspannung undefiniert wäre, andererseits würde der FET bei geringer Betriebsspannung ohnehin nicht schalten - also eigentlich egal. So oder so ist diese Schaltung nur ab bestimmten Mindest-Spannungen funktionsfähig. DZDZ
Dieter schrieb: > Vor allem lernt man viel dabei. Mit etwas Glück lernt man sogar, das ein solcher Gleichrichter an einem Fahrraddynamo keinen Sinn macht. :-)
David H. schrieb: > Hi, > > ich habe Anfang dieses Jahres diesen "Einweggleichrichter" entdeckt ... Wie bereits empfohlen, bringt ein Brückengleichrichter (insbesondere mit etwas überdimensionierten Schottky-Dioden, dabei auf kleinen Rückwärtsstrom achten) bei gleicher Siebung bestimmt ein besseres Ergebnis als eine Einweggleichrichtung (und sei sie noch so ideal). Wenn bei deiner Anwendung auch bei sehr kleinen Geschwindigkeiten ausreichend Ladespannung nötig ist, könntest du über eine Spannungsverdopplung (Delon-Schaltung) nachdenken, die allerdings den maximal möglichen Ladestrom halbiert und ggf. zwei größere Elkos benötigt (statt nur einem). Deine Frequenzangaben von 8 Hz bzw. 12 Hz erscheinen mir für den DH-3N20 sehr klein. Bei einer angenommenen Polpaarzahl von 14 und einem 28"-Rad wäre das bei 8 Hz Dynamofrequenz nur etwa Schrittgeschwindigkeit. Für einen vergleichbaren Nabendynamo DH-3N80 gibt es hier einige Messwerte bis 50 km/h: http://www.led-treiber.de/html/quellen.html#3N80-Messwerte Falls sowohl sehr geringe als auch hohe Geschwindigkeiten/Drehzahlen vorkommen, könnte man mit relativ wenig Zusatzaufwand die Spannungsverdopplung (= halbe Brücke) geschwindigkeitsabhängig in eine Brücke umschalten. Auch die Spannungsverdopplung und die Brücke ließen sich "ideal" realisieren. Es wird den Aufwand aber kaum wert sein. Vielleicht zeigst du uns noch deine ganze Schaltung statt nur die Gleichrichtung ...
Hier jetzt die Bilder zu meinen vergangenen Beiträgen und relativ erfolglosen Folgeversuchen. Das mit dem Analogkomparator im AVR ist noch nicht dabei. Schematic2.png ist der Schaltplan hieraus: David H. schrieb im Beitrag #5672542 am 2018-12-26: > [...] mit anderen Widerstandswerten erreicht: > R1 = 500kΩ > R2 = 1MΩ > R3 = 1kΩ Einen Plot gibt es auch, sieht langweilig aus. (Braun ist der Strom am Eingang in 100mA) Schematic3.png ist das mit dem TS272. Einfache Schaltung. Plots gibts auch, Gatespannung geht nicht höher als sie muss (habe ich bereits beschrieben). (Die Unterstrichkolonnen bedeuten: 20Ω, 4,7mF) (Die Zenerdiode ist 8V, da war mein Mauszeiger im Bild) Schematic4.png ist das gleiche mit einem billigeren MCP6231U, den ich noch rumliegen habe. Zwei weitere Widerstände waren nötig, wahrscheinlich um den passenden Spannungsabfall einzustellen oder die Eingangsspannung ausreichend hoch zu halten. Ohne diese Widerstände schaltet er nicht ein oder zu spät ab. Meine Vermutung ist, dass ich beim TS272 mehr Glück mit den Toleranzen an den Eingängen hatte. Wegen Stromverbrauch ist Schematic3 theoretisch gut, allerdings habe ich hier nicht die Stromsparversion des TS272 zum testen. Ich werde das mit dem Analogkomparator fortsetzen. AVR wäre stromsparend genug, ausserdem kann ich bei Bedarf mit Software übernehmen.
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