¿Qué técnicas eficientes existen para rectificar alta tensión?

Quiero rectificar 120 V (red eléctrica de América del Norte) a una cantidad relativamente alta de corriente (5 amperios), por lo que, naturalmente, mi primera idea es encontrar un puente rectificador. Después de encontrar uno capaz de la corriente y el voltaje, me doy cuenta de que la potencia disipada sería lo suficientemente alta como para justificar un disipador de calor debido al gran voltaje directo de los diodos.

V(fwd) = 1.1v por diodo 2 diodos siempre están en conducción así que 2.2v caen 2.2 * 5 = 11 watts de disipación de calor

Empecé a buscar alternativas, pero no parecía encontrar mucho. Entonces, volviendo a la pregunta, ¿qué técnicas de estado sólido existen para rectificar CA de alto voltaje que siguen siendo eficientes incluso bajo corrientes altas?

¿Por qué necesitaría rectificar la red directamente? ¿Necesitas ese voltaje también en DC?
Tal vez quiera hacer la corrección del factor de potencia, lo que implica rectificar la red eléctrica y luego pasarla a través de un convertidor de tipo CC/CC (en realidad basado en un convertidor elevador si no recuerdo mal) para una carga de "resistencia" lo más cercana posible a la ideal. Esto se hace a menudo en suministros de alta potencia. Una alta probabilidad de que el suministro ATX de su PC también tenga uno.
Un transformador para reducirlo primero a las corrientes requeridas y 60 hz sería demasiado grande para mí, así que lo haré con un SMPS en su lugar. Además, probablemente voy a hacer PFC como dijo Hans. Y tienes razón, es básicamente un convertidor boost.

Respuestas (2)

Con una potencia de 5 A manejada = 120 x 5 = = 600 vatios, sus 11 vatios de disipación equivalen a una pérdida de aproximadamente el 2 %; este aceite sería aceptable en la mayoría de los casos. El costo de obtener menores pérdidas puede exceder el costo de disipar 11 Watts y la confiabilidad puede ser menor.

PERO: los diodos Schottky pueden reducir a la mitad las pérdidas de energía. Hay disponibles Schottky SiC de alto voltaje. Tenga cuidado con las fugas inversas que pueden ser horrendas a temperaturas elevadas.

Como dice Martin, la rectificación síncrona funcionará, PERO el costo de los dispositivos de conmutación y el controlador puede ser más caro que un disipador de calor. Si la eco-verdería insiste en pérdidas bajas, entonces puede ser necesaria la solución costosa. Sus diodos de 1,1 V/2 en% a = R equivalente de R = V/I = 0,55/5 = 0,11 ohmios = 110 miliohmios. Para que sea útil, un MOSFET rectificador síncrono tendría que ser << 110 miliohmios en 200 V ++ + FET.

Es factible, pero un disipador de calor parece atractivo.

Gracias por su respuesta, y estoy completamente de acuerdo en que una pérdida del 2 % está bien para rectificar la red eléctrica, pero quiero eliminar la mayor cantidad posible de disipadores de calor como un desafío para mí mismo. Me haría sentir más orgulloso de mi trabajo. Después de todo, solo estoy fabricando una unidad, por lo que una diferencia de costo de, digamos, 10 dólares está bien para mí. :PAG
Los shottkies de SiC tienen una caída real de, por ejemplo, 1,5 V cuando usa corrientes razonables. Si usa el SiC, podría estar peor que con el puente SI probado y confiable. En cuanto a los schottkies normales, supongo que los de 200 V Ahorre una cantidad significativa de energía cuando rectifique la red eléctrica de 120 V, PERO tendrá que tener cuidado con las subidas de tensión.
A medida que aumenta la especificación de Vr, el Vf empeora y es mejor mantener el Vr tan bajo como sea posible en su aplicación.
@Autistic Vf varía según las especificaciones (como sé que sabes). Al comparar piezas con especificaciones similares a voltajes no demasiado altos, Schottky tendrá un Vf más bajo y puede obtener fácilmente piezas que están muy por debajo de 1V Vf a 25C.| Como ejemplo, solo estos Vx5202 de Vishay cuestan alrededor de $ 0.75 cada uno en 1 de Digikey y 200V 5A clasificados. Usaría piezas de especificaciones más altas, pero estas tienen el peor caso Vf de 0.88V a 25C cayendo a 0.73V en el peor de los casos, 0.65V típico a 5A a 125C. Como son de Vishay, si no cumplen con las especificaciones del peor de los casos, serán reemplazados por otros que sí lo hagan.
Con una clasificación de 200 V, Schottky puede tener un Vf útilmente más bajo. Muy por encima de eso y std Si tiene Vfs más bajos.

La rectificación síncrona que utiliza algún tipo de transistor de potencia, por ejemplo, los MOSFET, son más eficientes, pero debe agregar un circuito de control para cambiarlos en el momento adecuado. Para 5 amperios, me quedaría con los diodos y montaría el puente en un disipador de calor, para eso está el agujero en el medio de los puentes de alta potencia.

Gracias por su respuesta, y estoy de acuerdo en que simplemente usar un disipador de calor en un puente de diodos sería lo más sensato y económico, pero como comenté en la pregunta anterior, quiero tener la menor cantidad de energía desperdiciada posible como un desafío para mí mismo. y el aumento del costo no es tan importante para mí ya que solo estoy haciendo una unidad. (para mí)
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