Какие эффективные методы существуют для выпрямления высокого напряжения?

Я хочу выпрямить 120 В (сеть в Северной Америке) при относительно большом токе (5 ампер), поэтому, естественно, моя первая идея — просто найти мостовой выпрямитель. Найдя один, способный выдерживать ток и напряжение, я понял, что рассеиваемая мощность будет достаточно высокой, чтобы гарантировать теплоотвод из-за большого прямого напряжения диодов.

V(fwd) = 1,1 В на диод 2 диода всегда находятся в проводимости, поэтому падение 2,2 В 2,2 * 5 = 11 Вт рассеивания тепла

Я начал искать альтернативы, но, похоже, ничего особенного не нашел. Итак, вернемся к вопросу, какие существуют полупроводниковые методы выпрямления переменного тока высокого напряжения, которые остаются эффективными даже при больших токах?

Зачем вам нужно выпрямлять сеть напрямую? Вам нужно это напряжение также в постоянном токе?
Может быть, он хочет сделать коррекцию коэффициента мощности, которая включает в себя выпрямление сети, а затем пропускание ее через преобразователь постоянного тока в постоянный (на самом деле на основе повышающего преобразователя, если я правильно помню) для максимально близкой к идеальной «резисторной» нагрузки. Это часто делается в источниках большой мощности. Высока вероятность того, что блок питания ATX вашего ПК тоже получил его.
Трансформатор, который сначала понизит его при требуемых токах и 60 Гц, был бы для меня слишком большим, поэтому вместо этого я сделаю это с SMPS. Кроме того, я, вероятно, собираюсь сделать PFC, как сказал Ганс. И вы правы, это в основном повышающий преобразователь.

Ответы (2)

При мощности 5 А = 120 x 5 = = 600 Вт, поэтому ваши 11 Вт рассеивания составляют около 2% потерь - это масло приемлемо в большинстве случаев. Стоимость получения более низких потерь может превышать стоимость теплоотвода 11 Вт, а надежность может быть ниже.

НО: диоды Шоттки могут снизить потери мощности примерно вдвое. Доступны высоковольтные карбид кремния Шоттки. Остерегайтесь ужасной обратной утечки при повышенных температурах.

Как говорит Мартин - синхронное выпрямление будет работать, НО стоимость коммутационных устройств и контроллера может быть дороже, чем радиатор. Если эко-зелень настаивает на низких потерях, то может понадобиться дорогостоящее решение. Ваши диоды 1,1 В / 2 при %a = эквивалент R = V / I = 0,55/5 = 0,11 Ом = 110 мОм. Чтобы быть полезным, синхронный выпрямитель MOSFET должен быть << 110 мОм в 200 В ++ + полевой транзистор.

Выполнимо, но радиатор кажется привлекательным.

Спасибо за ваш ответ, и я полностью согласен с тем, что потери в 2% совершенно хороши для выпрямления сети, но я хочу покончить с как можно большим количеством радиаторов, чтобы бросить вызов себе. Это заставило бы меня больше гордиться своей работой. В конце концов, я делаю только одну единицу для себя, поэтому разница в цене, скажем, в 10 долларов меня устраивает. :П
Шоттки SiC имеют реальное падение вперед, скажем, 1,5 В, когда вы используете разумные токи. Если бы вы использовали SiC, вы могли бы быть хуже, чем с испытанным и надежным мостом SI. Что касается обычных шоттки, я думаю, что 200 В будут экономить значительную мощность при выпрямлении сети 120 В, НО вы должны быть осторожны с скачками напряжения.
По мере увеличения спецификации Vr Vf ухудшается, и лучше всего поддерживать Vr на таком низком уровне, который можно использовать в вашем приложении.
@Autistic Vf зависит от спецификации (как я знаю, вы знаете). При сравнении деталей с аналогичными характеристиками при не слишком высоких напряжениях Шоттки будет иметь более низкое значение Vf, и вы можете легко получить детали с напряжением намного ниже 1 В при 25°C.| Например, только эти Vx5202 от Vishay стоят около 0,75 доллара США за единицу от Digikey и рассчитаны на 200 В 5 А. Я бы использовал детали с более высокими характеристиками, но у них в худшем случае Vf 0,88 В при 25 ° C, падающее до 0,73 В в худшем случае, 0,65 В при 5 А при 125 ° C. Так как они от Vishay - если они не соответствуют этим наихудшим требованиям, они будут заменены теми, которые соответствуют.
При номинальном напряжении 200 В Шоттки может иметь более низкое значение Vf. Намного выше этого, а у стандартного Si ниже Vfs.

Синхронное выпрямление с использованием силовых транзисторов того или иного типа, например полевых МОП-транзисторов, более эффективно, но вам необходимо добавить схему управления, чтобы переключать их в нужное время. На 5 ампер я бы воткнул диоды и установил мост на радиатор, для этого и есть отверстие посередине мощных мостов.

Спасибо за ваш ответ, и я согласен с тем, что простое использование радиатора на диодном мосту было бы наиболее разумным и дешевым, но, как я прокомментировал в предыдущем вопросе, я хочу иметь как можно меньше энергии впустую, как вызов себе, и повышенная стоимость не так важна для меня, так как я делаю только одну единицу. (для меня)
Какие эффективные методы существуют для выпрямления высокого напряжения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v