Likriktare med hög effektivitet till vindsnurra

[gkar]

Där har du felet. Använd inte google...

[KristoferV]

Där har du felet. Använd inte google...

TomasL här ovanför sa också 81%, hur han räknat vet jag inte

[KristoferV]

Hur skall man speca en likriktar brygga för att få så hög verkningsgrad som möjligt?

Tänker att ifall den inbyggda jobbar helt utanför sin spec så verkningsgraden blir lidande.

Har oftast mellan 30-60V och upp till 20A per fas

[danei]

Då får Tomas gärna redovisa den beräkningen.

[TomasL]

Ja jag har också svårt att tro att en vanlig likriktare är så ineffektiv, det slulle bli oerhört mycket värme av det då.

Av nyfikenhet, hur fick du fram den siffran ?

η =[ (2Im / π)2 * RL ] / [( Im / √2)2 * (rf + RL)]

där RL är lastens resistans of rf är resistansen i dioderna.
Im är den momentana strömmen, dvs I*sin Θ

Om rf är mycket liten i förhållande till RL så blir ekvationen
ηmax=0,812 *RL/(rf+RL) -> 0,812, dvs 81,2%

Fel av mig, jag skrev över 82% då det egentligen är strax över 81%.

Full förklaring

η = DC Effekt ut/AC Effekt in

Spänningen V = Vm*sinΘ
V = max då sinΘ =1 dvs vid Θ=90 grader.
Lastresistansen är Rl och diodens resistans är Rf
Samma som spänningen blir strömmen I =Im sinΘ
Återigen så är maximal ström vid sinΘ=1, dvs då Θ=90 grader.
I=V/(Rf+Rl)
Vid sinΘ =1 så är strömmen maximal
Pdc = Idc²*Rl
Idc= ʃ (I dθ) / π …..
Om vi då integrerat ovanstående från 0 till pi
blir det i slutändan
Idc=2*Im/π
följaktligen blir då DC-Effekt
Pdc = Idc²*Rl = (2*Im/π)²*Rl
AC-Effekten ges medelst
Irms = √ ʃ (i² dθ) / π -> √ (1 / π) * ʃ Im² sin²*θ dθ -> √ (Im² / 2*π) * [π – 0] -> Im / √ 2
Pac = ( Im / √2)² (rf + RL)

Eftersom då
η = DC Effekt ut/AC Effekt in
och vi har löst både Pdc och Pac
η = ( (2Im/π)²*Rl)/(( Im / √2)² (rf + RL)) -> (0,812*Rl)/(Rf+Rl)
Om då Rf är liten i förhållande till Rl blir den maximala verkningsgraden 81,2%

Eventuella skrivfel mm mottages tacksamt (eller om jag har missuppfattat saker fullständigt)

[Icecap]

Du ser ut att falla på 80-20 regeln.
Den omhandlar att lägga 80% jobb/kostnad på fel del o få 20% vinst.
Man kan istället lägga 20% jobb/kostnad på rätt ställe och få 80% vinst.

En likriktarebrygga vid 48V har runt 95% effektivitet, då med shottkydioder.

Med vanliga dioder blir det runt 93,7%.

Ja, du kan banka upp detta till runt 99% - men det blir mycket jobb och mycket liten vinst.

[KristoferV]

Ja jag har också svårt att tro att en vanlig likriktare är så ineffektiv, det slulle bli oerhört mycket värme av det då.

Av nyfikenhet, hur fick du fram den siffran ?

η =[ (2Im / π)2 * RL ] / [( Im / √2)2 * (rf + RL)]

där RL är lastens resistans of rf är resistansen i dioderna.
Im är den momentana strömmen, dvs I*sin Θ

Om rf är mycket liten i förhållande till RL så blir ekvationen
ηmax=0,812 *RL/(rf+RL) -> 0,812, dvs 81,2%

Fel av mig, jag skrev över 82% då det egentligen är strax över 81%.

Full förklaring

η = DC Effekt ut/AC Effekt in

Spänningen V = Vm*sinΘ
V = max då sinΘ =1 dvs vid Θ=90 grader.
Lastresistansen är Rl och diodens resistans är Rf
Samma som spänningen blir strömmen I =Im sinΘ
Återigen så är maximal ström vid sinΘ=1, dvs då Θ=90 grader.
I=V/(Rf+Rl)
Vid sinΘ =1 så är strömmen maximal
Pdc = Idc²*Rl
Idc= ʃ (I dθ) / π …..
Om vi då integrerat ovanstående från 0 till pi
blir det i slutändan
Idc=2*Im/π
följaktligen blir då DC-Effekt
Pdc = Idc²*Rl = (2*Im/π)²*Rl
AC-Effekten ges medelst
Irms = √ ʃ (i² dθ) / π -> √ (1 / π) * ʃ Im² sin²*θ dθ -> √ (Im² / 2*π) * [π – 0] -> Im / √ 2
Pac = ( Im / √2)² (rf + RL)

Eftersom då
η = DC Effekt ut/AC Effekt in
och vi har löst både Pdc och Pac
η = ( (2Im/π)²*Rl)/(( Im / √2)² (rf + RL)) -> (0,812*Rl)/(Rf+Rl)
Om då Rf är liten i förhållande till Rl blir den maximala verkningsgraden 81,2%

Eventuella skrivfel mm mottages tacksamt (eller om jag har missuppfattat saker fullständigt)

Omfg, värsta matteguden. Är tacksam för du finns i forumet, för jag är kass på matte. Är dock bra på annat

[TomasL]

Du ser ut att falla på 80-20 regeln.
Den omhandlar att lägga 80% jobb/kostnad på fel del o få 20% vinst.
Man kan istället lägga 20% jobb/kostnad på rätt ställe och få 80% vinst.

En likriktarebrygga vid 48V har runt 95% effektivitet, då med shottkydioder.

Med vanliga dioder blir det runt 93,7%.

Ja, du kan banka upp detta till runt 99% - men det blir mycket jobb och mycket liten vinst.

Öh, nej.

[KristoferV]

Du ser ut att falla på 80-20 regeln.
Den omhandlar att lägga 80% jobb/kostnad på fel del o få 20% vinst.
Man kan istället lägga 20% jobb/kostnad på rätt ställe och få 80% vinst.

En likriktarebrygga vid 48V har runt 95% effektivitet, då med shottkydioder.

Med vanliga dioder blir det runt 93,7%.

Ja, du kan banka upp detta till runt 99% - men det blir mycket jobb och mycket liten vinst.

Så hur får jag 80% vinst med 20% jobb? Hänger inte med riktigt

Och likriktarbryggan blir duktigt varm, vart hittar du din info om 95% verkningsgrad?

Då finns det ju ingen anledning för Analog Devices eller texas instruments att ta fram en krets med hög verkningsgrad om vanliga likriktarbryggor redan har 95%

[danei]

Jodå, man jagar även de sista förlusterna. När effekten ökar blir det väldigt viktigt.

Från 0 till pi som Tomas räknade är kurvformen identisk på AC och DC sidan om man räknar med en ideal likriktare.
Var skulle då 18% av energin ta vägen?

Det var lite för länge sedan jag räknade med det där för att jag ska se var de försvann direkt.

[Icecap]

Om du optimera RÄTT grej kan du få 80% vinst med 20% investering.
Om du optimerar FEL grej är det motsatt.

Min uträkning är enkel: en likriktardiod har - beroende på strömmen igenom - ett spänningsfall på 1,5V per diod (2 st). Alltså blir 48V till 45V.

2kW vid 48V bör ge drygt 41A - och då anser jag att 1,5V per diod är rimligt.

Det blir förvisso runt 120W i förlust på dioderna så visst blir de varma.

[TomasL]

Det är inte riktigt så enkelt, tyvärr.

[danei]

Det är rimligt att halvera den spänningen om man letar bra dioder.

[grym]

håller med, leta dioder med lågt framspänningsfall, kolla även temperaturkorvorna och man kan lägga sig lagom högt i temperatur för att få lite lägre vf

[TomasL]

Vf spelar ingen roll, när det gäller verkningsgraden.
utan det har att göra med att en sinusspänning skall omvandlas till likspänning, och då blir verkningsgraden på en helvågslikriktare inte högre än 81%.
Eller jo, högre VF ger lägre verkningsgrad än den ideala.
För en ideal helvågslikriktare är maximal verkningsgrad strax över 81%, sedan får ni tycka vad ni vill.
Det har liksom med naturens lagar att göra.