同步整流实践，给小朋友做一个演示发电的装置

hwboy05 · 发表于 2024-2-17 21:36:17

假期空闲，给小朋友做一个演示发电的装置；一个12V台达风机的无刷电机，定子线圈引出2根线，然后连接一个3V LED灯珠；

快速转动转子，灯珠会发出闪烁的光；
为什么闪烁呢，那是因为无刷电机发出的是交流电，示波器测量定子线圈输出的信号如下图所示：

因为发光二极管是单向导通，所以发电机发出的电只有一半在做工，所以灯珠发出的光比较小，且闪烁；
要提高灯珠亮度，就必须要把交流电的另一半周也利用起来；首先想到的是加二极管全桥整流；手上整流桥很多，但是想到整流桥在任何半周都有2个二极管串联在电路里，压降至少有1.1V以上；而电机发出来的电半周只有3.5V左右，减去二极管压降后只剩2.4V，可能灯珠都点不亮了。那怎么办呢？有没有压降很小的整流桥？刹那间，同步整流出现在脑海；马上画了一下原理图：2个P型MOS，2个N型MOS以全桥的方式连接，左边MOS的G极接AC2，右边MOS的G极接AC1。

简单描述一下原理：在某一时刻，AC1为正，AC2为负。Q4的G极电位比S极低，所以Q4导通；Q1的G极电位比S极高，所以Q1也导通；而Q2的G极电位比S极高，所以Q2截止；Q3的G极电位比S极低，所以Q3也截止；所以电流是从AC1经Q4流到DC+网路，然后经R13和D2流到DC-，然后经Q1回到AC2；同理，如果某一时刻AC1为负，AC2为正，则Q2和Q3导通，Q4和Q1截止；电流从AC2经Q2，R13，D2，Q3流回AC1；

电路简单，只有6个元件，洞洞板伺候。很快电路就焊好了：

连上电机和灯珠，转动一下转子，灯珠立马就亮了，也不闪烁了。效果比较明显；为了更深入感知同步整流的效果，又用示波器测了一下同步整流的信号波形：示波器地接定子线圈的一端，蓝色通道连接定子线圈另一端，黄色通道是整流后的DC+，粉色通道是整流后的DC-；

可以看到，该同步整流电路产生压降非常小，输入和输出基本重合；

内容比较少，大家凑合着看吧。祝大家新年快乐！

xxwwmm2017 · 发表于 2024-2-17 21:52:11

同步整流这么简单，受教了

jfguo · 发表于 2024-2-17 21:59:15

不错，谢谢分享

飞菜鸟 · 发表于 2024-2-17 22:13:02

感觉这样的同步整流电路有问题。如果按楼主描述的原理，这整流电路的效果是不是通过场管的寄生二极管整流出来的结果？

wy71h · 发表于 2024-2-17 22:43:07

耗尽型的管子能不能达到同样的效果？

Y道长 · 发表于 2024-2-17 23:02:18

书上的同步整流怎么只有两个MOS管？

hwboy05 · 发表于 2024-2-17 23:19:20

飞菜鸟发表于 2024-2-17 22:13
感觉这样的同步整流电路有问题。如果按楼主描述的原理，这整流电路的效果是不是通过场管的寄生二极管整流出 ...

寄生二极管只在MOS管未开启前起一会儿作用，当G极电压超过阈值电压，MOS导通，Vds小于二极管导通电压，二极管就截止不起作用了。

hwboy05 · 发表于 2024-2-17 23:20:25

wy71h 发表于 2024-2-17 22:43
耗尽型的管子能不能达到同样的效果？

耗尽型不适合做开关

hwboy05 · 发表于 2024-2-17 23:30:09

Y道长发表于 2024-2-17 23:02
书上的同步整流怎么只有两个MOS管？

你这个电路不能正常工作。分析：当副边线圈上正下负时，VT1导通，VT2截止；C1充电上正下负；当副边线圈上负下正时，VT1截止，VT2导通；变压器无功率输出，C1因VT2导通而放电；这有什么用？
开关电源的同步整流和这个图有点类似，只是在VT2和C1之间多了一个储能电感；

Y道长 · 发表于 2024-2-17 23:32:23

hwboy05 发表于 2024-2-17 23:30
你这个电路不能正常工作。分析：当副边线圈上正下负时，VT1导通，VT2截止；C1充电上正下负；当副边线圈上 ...

这样是半波同步整流？串个电感行程续流通路吗？

hwboy05 · 发表于 2024-2-17 23:41:42

Y道长发表于 2024-2-17 23:32
这样是半波同步整流？串个电感行程续流通路吗？

交流电频率太低，半个周期是10ms，这就要求电感量必须非常大。这么做没有什么意义。

Y道长 · 发表于 2024-2-17 23:45:02

hwboy05 发表于 2024-2-17 23:41
交流电频率太低，半个周期是10ms，这就要求电感量必须非常大。这么做没有什么意义。 ...

看上去同步整流和桥式整流，除了MOS管多一个控制脚，貌似原理差不多

tianduo123 · 发表于 2024-2-18 00:07:14

谢谢分享，学习了，同步整流这么简单。

xixia001 · 发表于 2024-2-18 05:36:21

内容比较少，大家凑合着看吧
不知道有多少人喜欢长篇大论的文章，个人觉得，直奔主题，短小精悍，浓缩过的才是精华

tigger09 · 发表于 2024-2-18 08:32:41

能详细的写上mos 管的型号以及脚位名称就好了

msz09861 · 发表于 2024-2-18 09:55:34

理论加实践是最好的，学习！

电子明星 · 发表于 2024-2-18 09:59:04

tigger09 发表于 2024-2-18 08:32
能详细的写上mos 管的型号以及脚位名称就好了

用常见的3400 3401 即可便宜 30V4A电压电流均满足

hwboy05 · 发表于 2024-2-18 10:05:51

电子明星发表于 2024-2-18 09:59
用常见的3400 3401 即可便宜 30V4A电压电流均满足

我用的就是国产的3400和3401

tigger09 · 发表于 2024-2-18 10:27:59

q1 q2 q3 q4 分别是对应的那个mos管呢？

919333773 · 发表于 2024-2-18 10:34:02

这么简单，受教了

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