¿Por qué este puente rectificador afirma no tener caída de voltaje directo [diodo]?

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Yo estaba, "OK, esto es factible"... Pero luego rastreé cómo funcionaba y simplemente bloqueó la corriente a través del Drenaje y la Fuente cuando un par P y N tienen polarización inversa; luego, cuando los otros pares P y N están polarizados directamente, la corriente fluye a través de los diodos directos; luego alternativamente... Entonces es lo mismo, uno solo está usando diodos para puentear rectificar. Peor aún, los MOSFET generalmente no tienen una caída de voltaje de diodo baja... O tal vez me estoy perdiendo algo aquí...

podría ser interesante en un suministro de 25 V CA con un condensador como carga. pasaría la corriente de regreso en la pendiente descendente del seno,
Cuesta abajo de positivo o negativo?
"abajo" del pico
el truco en el que se basa el circuito es usar MOSFET como rectificadores perfectos porque, cuando se basan en ellos, conducen en ambas direcciones
Podría considerar esto como un tipo de rectificación síncrona con la señal del interruptor suministrada por el voltaje de entrada. Solo tiene baja resistencia si el voltaje es lo suficientemente alto como para encender los MOSFET. Y los MOSFET deben tolerar el voltaje pico máximo como Vgs (generalmente 8V-20V máximo absoluto). Esas son restricciones un tanto conflictivas: los MOSFET que se encienden a un voltaje más bajo tienden a tener Vgs (máx.) más bajos. Por supuesto, puede agregar zeners y resistencias para manejar eso, y si la entrada es de onda cuadrada, la restricción de bajo voltaje no importa mucho.
@Jasen: Ahh.... Ya veo, el capacitor está cargado al máximo mientras está en la pendiente descendente positiva, el voltaje de CA es más bajo y la fuente de drenaje aún está encendida. Reflujo. Estaba tan metido en el "modo de pensamiento simétrico" que no lo vi.

Respuestas (4)

Solo mira cómo funciona la polarización: -

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Con positivo en el riel de entrada superior, se enciende el FET del canal N inferior izquierdo y, con negativo en el riel de entrada inferior, se enciende el FET del canal P superior derecho.

@kosner: Y cuando el FET está encendido, se comporta como una resistencia de muy bajo valor que pasa por alto el diodo. Si, por ejemplo, la resistencia de encendido, Rds, fuera de 0,1 Ω, entonces a 1 A la caída de voltaje sería de 0,1 V. Para el diodo sería de 0,7 V. Duplica estos números para un puente rectificador y verás la ventaja. especialmente en circuitos de baja tensión. El diodo, por cierto, es un efecto secundario de la construcción FET: no se agrega.
¿En serio? Tú, Andy, ¿no ves que no funciona? Analicemos solo el período positivo de la primera mitad como se indicó anteriormente ... Entonces, ¿en qué están activados el PMOS superior derecho y el NMOS inferior derecho? El riel positivo de CA sigue siendo más alto que la salida del cátodo (a menos que haya un filtro de condensador después). Entonces, va de los terminales de drenaje a fuente del PMOS, pero eso nunca sucede incluso si el PMOS está encendido (o a menos que ocurra una ruptura de voltaje). Sin embargo, siempre hay un diodo, por lo que pasará por allí. Lo mismo ocurre simétricamente para el NMOS. Deja de confundir la discusión.
@kozner Realmente estoy tratando de entender de qué estás hablando y por qué crees que estoy engañando a una discusión.
Muy bien, en un NMOS, donde la Fuente es más alta que el Drenaje (o para cualquier MOSFET polarizado a la inversa de lo que normalmente está polarizado), fluirá la corriente de la Fuente al Drenaje a través del canal (o Drenaje a la Fuente en un PMOS), si el MOSFET está encendido y no solo el Body Diode? Es decir, ¿la corriente por el canal es bidireccional?
@kozner, sí. Cuando se enciende se comporta como una RESISTENCIA. Ver mi primer comentario. Creo que debes tener un poco más de cuidado en tu escritura. Tanto Andy como yo estamos luchando por interpretar lo que dices debido a la mala redacción. Si ahora entiende la respuesta de Andy, debe retractarse de su acusación de que está "engañando la discusión".
Además, creo que es conceptualmente incorrecto pensar que los MOSFET se comportan como "resistencias" cuando están "ENCENDIDOS". La resistencia es un comportamiento lineal (al menos más o menos) en un dominio determinado. Eso significa que al excluir la modulación de la longitud del canal (razonable, ¿verdad?), la corriente debería cambiar en un rango V_DS bastante grande. Sin embargo, no lo hace. Simplemente permite la corriente dependiendo de V_GS (excluyendo la modulación de longitud de canal). Entonces, uno puede decir que crea una "ruta máxima de corriente constante". Lo mismo con los BJT.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
"Creo que es conceptualmente incorrecto pensar que los MOSFET se comportan como 'resistencias' cuando están 'ENCENDIDOS'". -> Pero, a efectos prácticos sí lo hacen cuando están saturados. | "... ¿la corriente a través del canal es bidireccional?" -> Un MOSFET requiere que Vgs sea positivo para que se encienda un dispositivo de canal N, PERO es un interruptor bipolar con Vds. Debido al diodo DS de polaridad inversa parásita, esto significa que el MOSFET aparece esencialmente como una resistencia de Rdson cuando está encendido y como un diodo pobre cuando está apagado.
@RussellMcMahon no es cierto: cuando un FET tiene un drenaje/fuente con polarización inversa Y se enciende con un voltaje de fuente de puerta significativo, entonces el canal desvía el diodo parásito exactamente de la misma manera que lo hace cuando el drenaje y la fuente se alimentan en el forma convencional con polarización directa. Mire los SSR: usan MOSFET consecutivos; uno es convencionalmente de conducción directa y el otro es de conducción inversa. Uno de los MOSFET no se muestra como un diodo con polarización directa; aún conduce a través del canal, pero la región de pellizco se desplaza hacia el extremo de la fuente.
@Andyaka Creo que estamos de acuerdo pero hablando de casos diferentes. Quise decir (y creo que dije pero con menos palabras que las siguientes) (1) Cuando un MOSFET está sesgado con Vgs adecuados, parece una resistencia Rdson para voltajes DS de cualquier polaridad (2) Cuando no está sesgado en un MOSFET parece un diodo deficiente, que conduce cuando Vsd es positivo para un dispositivo de canal N. - ¿Sí?

El rectificador no tiene caída de voltaje sin corriente. La disponibilidad de RD bajos en mosfets significa que la caída de voltaje podría ser muy baja. Puede ser más baja que un diodo shottky. La resistencia efectiva es la suma de N chan y P chan Hice esto en una vida anterior, pero para la producción usé un schottky dual en lugar de 2 P chan fets. El canal P fue una gran penalización hace 25 años, así que pensé que 2 n chans y 1 dual schottky tenían una mejor relación calidad-precio. Todo estuvo bien para el cargador de batería de 12 V y 10 amperios. Hoy en día, el p chan podría ser económico dependiendo de su aplicación. Recuerde que si coloca el p chan en una tapa electrolítica grande, tendrá que hacer algo con respecto a las corrientes inversas altas. Tal vez una conexión Fiode o algún sentido de corriente inversa que cierra las puertas.

Usuarios: tenga en cuenta que este circuito, mientras rectifica, no evita que la corriente fluya hacia atrás; necesitará algo así como un solo schottky en la salida para usarlo de manera efectiva en un convertidor AC-DC.
@ jp314: ¿Por qué es esto? Tengo entendido que si no hay CA y durante las partes de bajo voltaje del ciclo de CA, los FET no están polarizados (por lo que son de alta resistencia) y los diodos tienen polarización inversa. ¿Cómo se produce la corriente inversa?
Si hay un voltaje de salida (p. ej., un condensador de reserva), entonces este condensador se descargará en la fuente de voltaje de CA (p. ej., un transformador secundario).

Ha habido un par de comentarios y respuestas aquí sobre la falla del puente rectificador MOSFET: que conduce en ambas direcciones, por lo que si tiene una fuente de alimentación filtrada por capacitor, los capacitores simplemente se agotaron en la pendiente descendente de CA, de regreso a la fuente .

Hay un par de soluciones comerciales para este problema: al menos dos, que yo sepa, el LT4320 y el LM74670-Q1.

Consulte https://www.analog.com/en/products/lt4320.html#product-overview y https://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2016/01/11/a-novel -enfoque-del-diseño-del-puente-rectificador-de-onda-completa

Probé este rectificador en LTSpice. Usando solo una carga resistiva, funcionó perfectamente, generando una corriente rectificada de onda completa sobre la resistencia de carga, con una caída de voltaje muy pequeña en los transistores (dependiendo de la resistencia, no del voltaje directo del diodo del cuerpo).

Luego agregué un capacitor para convertirlo en una corriente continua continua. En ese caso el rectificador falló totalmente. Cuando había voltaje sobre el capacitor, los MOSFET conducían en la dirección incorrecta, lo que hacía que la corriente volviera a fluir hacia la fuente de CA nuevamente.

Si reemplaza los dos transistores P-MOS con dos diodos, funciona, porque los diodos bloquearán cualquier corriente inversa. Es por eso que la solución de Autistic funcionó (descrita en la última publicación).

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