为什么此桥式整流器声称没有[二极管]正向压降


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我曾经说过“好,这是可行的”。但是后来我追踪了它的工作原理,当P和N对被反向偏置时,它只是阻止了流过漏极和源极的电流。然后当另一对P和N正向偏置时,电流流过正向二极管。然后交替进行...然后是一样的,只是使用二极管桥接整流。更糟糕的是,MOSFET通常没有低的二极管压降...或者也许我在这里漏了一些东西...。


在使用电容器作为负载的25VAC电源时可能会很有趣。它会在正弦波的下斜率
上流

正斜率还是负斜率?
kozner '16

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从高峰“下降”
Jasen

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电路依赖的技巧是将MOSFET用作完美的整流器,因为当基于MOSFET进行双向导电时
Jasen 2016年

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您可以将其视为一种由输入电压提供的开关信号进行的同步整流。仅当电压足够高以导通MOSFET时,它才具有低电阻。MOSFET必须容许最大峰值电压为Vgs(通常为8V-20V绝对最大值)。这些在某种程度上是相互矛盾的约束-在较低电压下导通的MOSFET往往具有较低的Vgs(max)。当然,您可以添加齐纳二极管和电阻器来解决这一问题,如果输入为方波,则低压约束并不重要。
Spehro Pefhany,2016年

Answers:


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看看偏向的工作原理:-

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顶部输入轨为正时,左下N沟道FET导通,底部输入轨为负时,右上P沟道FET导通。


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@kosner:当FET接通时,它的行为就像一个非常低的电阻值,绕过二极管。例如,如果“导通”电阻Rds为0.1Ω,则在1 A时压降为0.1V。对于二极管,压降为0.7V。对于桥式整流器,将这些数字加倍,您会看到优势,特别是在低压电路中。顺便说一句,该二极管是FET结构的副作用-未添加
晶体管

真?您,Andy,看不到它不起作用吗?让我们只讨论您上面提到的积极的上半年周期...那么,右上方的PMOS和右下方的NMOS打开了什么?交流正电源线仍高于阴极输出(除非之后有一个电容器滤波器)。因此,它是从PMOS的漏极端子到源极端子的,但是即使PMOS处于导通状态(或除非发生电压击穿),也永远不会发生这种情况。但是,总会有一个二极管,因此它将穿过那里。对于NMOS,对称性也是如此。别误导讨论。
kozner'1

@kozner我实际上是想了解您在说什么,以及为什么您认为我误导了讨论。
安迪(aka Andy)

好了,在NMOS的源极高于漏极的情况下(或者对于MOSFET偏置比正常偏置更高的MOSFET),电流将通过沟道从源极流到漏极(或者在PMOS中从漏极流到源极), MOSFET是否导通,而不仅仅是体二极管?也就是说,通过通道的电流是双向的吗?
kozner'1

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@kozner,是的。启用后,它的行为就像一个电阻。看到我的第一条评论。我认为您在写作时需要多加注意。由于写作不佳,我和Andy都在努力解释您在说什么。如果您现在了解安迪的回答,则应该撤消有关他“误导讨论”的指控。
晶体管

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整流器在无电流时没有电压降.mosfet上的低RD意味着电压降可能非常低,可以低于散装二极管。有效电阻是N chan和P chan的总和我是在前世这样做的,但在生产中,我使用了双肖特基而不是2 P通道。P通道在25年前是一个很大的惩罚,所以我认为2 n chans和1个双肖特基更物有所值。对于12V 10 Amp电池充电器来说,一切都很好。如今,根据您的应用可能会很经济。记住,如果您将CHAN装进一个大的电解盖中,则必须对高反向电流进行某些处理。也许是Fiode连接或一些逆向电流感应使栅极关闭。


用户:请注意,该电路在进行整流时不会阻止反向电流流动;您将需要在输出端使用诸如单个肖特基之类的东西,以便在AC-DC转换器中有效地使用它。
jp314 2016年

@ jp314:为什么?我的理解是,如果没有交流电,并且在交流电的低压部分,FET不会偏置(因此它们是高电阻),而二极管会反向偏置。反向电流如何发生?
晶体管

如果有输出电压(例如,储能电容器),则该电容器将放电到交流电压源(例如,变压器次级)中。
jp314 2016年

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关于MOSFET桥式整流器的故障,这里有几条评论和答案:它在两个方向上都导通,因此,如果您使用电容器滤波的电源,则电容器将仅在AC下坡时流失,然后流回源极。 。

有两种商业解决方案可以解决此问题:至少我知道两种,分别是LT4320和LM74670-Q1。

参见https://www.analog.com/cn/products/lt4320.html#product-overviewhttps://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2016/01/11/a-novel全波桥整流器设计方法


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我在LTSpice中测试了该整流器。仅使用电阻负载,它就可以完美工作,在负载电阻上产生全波整流电流,晶体管中的压降很小(取决于导通电阻,而不取决于体二极管的正向电压)。

然后,我添加了一个电容器,使其成为连续的直流电流。在这种情况下,整流器完全失效。当电容器上有电压时,MOSFET的导电方向错误,使电流再次流回交流电源。

如果用两个二极管替换两个P-MOS晶体管,则可以工作,因为这些二极管会阻止任何反向电流。这就是为什么Autistic的解决方案有效的原因(在上一篇文章中进行了介绍)。

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