[Rozwiązano] Mostek prostowniczy KBL606 - przegrzewanie przy obciążeniu powyżej 1A

Witam,
mam problem z wyprostowaniem prądu po trafo 12 V / 2 A.
Chciałbym wykorzystać 2A DC, natomiast problem pojawia się w mostku prostowniczym. Użyte diody prostownicze przepalały się, później użyłem KBL606 (z mocą 6A), natomiast po chwili (powyżej 1 A) staje się on bardzo gorący (z radiatorem). Za mostkiem mam jedynie kondensatory i cewkę w szeregu.

Co powinienem zrobić, żeby w pełni wykorzystać potencjał transformatora?

Domen4 napisał:

Za mostkiem mam jedynie kondensatory i cewkę w szeregu.

To bardzo niekorzystna sytuacja , bo te elementy lubią tworzyć rezonans , a wtedy prądy i napięcia są naprawdę spore.

Z 2A AC nie można uzyskać 2A DC

HD-VIDEO napisał:

nie można uzyskać 2A DC

Dlaczego nie i ile można?

Trochę nieprecyzyjnie opisany problem. Za mostkiem kondensator - jaki? potem cewka i ani słowa o obciążeniu.

W takim razie proponuję użyć diod schotkiego - są dużo szybsze i mają mniejsze napięcie pracy - zwykły mostek KB może mieć ze dwa wolty razy dwa ampery daje 4w które gdzieś się musi wytracić, więc albo radiator albo inny mostek.

W.P. napisał:

Trochę nieprecyzyjnie opisany problem. Za mostkiem kondensator - jaki? potem cewka i ani słowa o obciążeniu.

Obawiam się że nieopisana cewka ma ładny gruby drut i może być powodem nieopisanych zdarzeń. Bo sama jest obciążeniem.
Domen4 napisz co budujesz, będzie łatwiej.

Nie wiem o co chodzi z tą cewką, ale grzanie się diod jest w zasadzie normalne. Taki standardowy mostek ma spadek napięcia ~0,65V na diodę, a więc 1,3V na cały mostek. Przy prądzie 1A daje nam to 1,3W mocy wydzielanej na tym elemencie. A to już wystarczy aby podnieść jego temperaturę o kilkadziesiąt stopni.
Zainteresuj się diodami Schottky - mają jakieś 3x niższe napięcie przewodzenia, a więc i mniejsze straty mocy.
Nie wiem czy kupisz gotowy mostek z tymi diodami, ale zawsze możesz po prostu kupić 4 sztuki i samemu złożyć

MocnyAmper napisał:

Przy prądzie 1A

Gdyby to był prąd stały to tak, ale to jest impulsowe ładowanie kondensatora , więc prąd może przekroczyć 10A, wtedy, zgodnie z https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1243940/HY/KBL606.html napięcie przewodzenia przekracza 1V, jak pisałem trochę wyżej.
Po za tym, prąd jest deklarowany na poziomie 2A...

Kollego, Domen4! Twój transformator może dostarczyć moc 12Vx2A =24W. Przy napięciu uzwojenia wtórnego 12 V AC po mostku otrzymujemy napięcie 12 x 1,41=16,92 V DC. Na diodach mostka napięcie spadnie o 1,2 V. Napięcie na kondensatorze filtra wyniesie 16,92-1,2=15,72 V DC. Ponieważ moc transformatora, którą może przekazać do obciążenia 24W, przy napięciu DC 15,72 V maksymalny prąd obciążenia nie powinien przekraczać 24W:15,72V = 1,53 A. Nikt jeszcze nie anulował prawa Oma.

Prostownik z filtrem pojemnościowym mocno obciąża transformator, trudno to dokładnie policzyć i zazwyczaj nie ma takiej potrzeby żeby wykorzystać "pełną moc", dlatego zazwyczaj przyjmujemy żeby prąd nominalny uzwojenia był o 50% większy niż prąd wyjściowy DC

Poniżej przykład z symulacji, jak prostownik obciążony prądem 2A, pobiera 3,55A RMS czyli o 77% więcej

Czy to jest tragedia że przekraczamy nominalną moc transformatora? nie, transformatory da się przeciążać, rosną wtedy straty, transformator się bardziej grzeje i wykładniczo spada trwałość izolacji, trzeba po prostu przemyśleć czy się nam to opłaca, jeśli transformator miał już na wstępie trudne warunki pracy (wysoka temperatura w obudowie, ciągła praca) to przeciążanie szybciej go wykończy. Z kolei krótkotrwałe przeciążanie, z przerwami na wychłodzenie, może nie mieć istotnego wpływu na trwałość.
W teorii można to wszystko dokładnie policzyć, ale nie mamy wszystkich danych producent i tak nam nie powie na jakie temperatury i trwałość zaplanował swój transformator.

Prostownik z filtrem LC ma inne właściwości, ale ze względu na duże rozmiary i koszt cewek (zbliżone do transformatora) jest rzadko spotykany.

W.P. napisał:

nieprecyzyjnie opisany problem

kolo9 napisał:

napisz co budujesz

MocnyAmper napisał:

Nie wiem o co chodzi z tą cewką

Dziękuję za wszystkie odpowiedzi. Ta cewka to tak naprawdę kawałek drutu 0.25 owiniętego na pierścień ferrytowy. Chciałem zbudować coś na zasadzie filtra LC, cewka ma za zadanie jeszcze bardziej "wyprostować" prąd wyjściowy.
Załączam schemat:

Do wyjścia podłączam przetwornicę "step-up" DC - DC, która ładuje akumulatory Li-Ion 16.8 V.

aksakal napisał:

maksymalny prąd obciążenia nie powinien przekraczać 24W:15,72V = 1,53 A

Sprawdzę również jak to zadziała z diodami Schottky'ego, żeby ten spadek był jak najmniejszy. Póki co wymieniłem mostek na parę FMU22. Rozumiem, że diody same z siebie muszą gdzieś odprowadzić to ciepło, które wydziela się przy spadku każdej z nich, natomiast nie spodziewałem się, że te mostki będą się tak grzały.

Domen4 napisał:

Do wyjścia podłączam przetwornicę "step-up" DC - DC, która ładuje akumulatory Li-Ion 16.8 V.

Nasuwa się pytanie, czy w/w przetwornica ma ograniczenie prądowe. Czy ma potencjometr ustalający nieprzekraczalną wartość prądu wyjściowego pozwalając tym samym na pracę jako źródło prądowe.

Inaczej po dołączeniu do rozładowanej baterii akumulatorów dojdzie do przeciążenia.

W.P. napisał:

czy w/w przetwornica ma ograniczenie prądowe

Oczywiście, że ma. Bez tego ładowanie nie byłoby możliwe, ogniwa pociągną ile się da. Sprawdzam prąd wejściowy i wyjściowy, natężenie dostosowuję do wejściowego.
BMS z balansem też musi być, dzięki czemu nie muszę się tak mocno przejmować procesem ładowania (wbudowane rezystory do rozładowywania wymieniłem też na mniejsze).

Wychodzi więc na to, że wszystko jest zgodnie z zasadami, a grzanie się mostka to naturalna konsekwencja przepływu prądu.

Pozostaje w takim razie bądź zmniejszenie prądu ładowania, bądź zwiększenie powierzchni radiatora, lub jak Koledzy sugerowali wcześniej - zamiana mostka na 4 diody Shottky'ego.

A tak na marginesie, to jakim prądem ładuje się akumulator?

W.P. napisał:

bądź zwiększenie powierzchni radiatora,

Najlepsze rozwiązanie.

Domen4 napisał:

Dziękuję za wszystkie odpowiedzi. Ta cewka to tak naprawdę kawałek drutu 0.25 owiniętego na pierścień ferrytowy. Chciałem zbudować coś na zasadzie filtra LC, cewka ma za zadanie jeszcze bardziej "wyprostować" prąd wyjściowy.

Dla tętnień 100Hz ta cewka nie wprowadza żadnej istotnej reaktancji do obwodu - działa jak zwora.

Dopiero powyżej kilku milihenrów, pojawi się wpływ który da się wykryć - normalnie taka cewka powinna mieć kilkadziesiąt mH żeby istotnie poprawić parametry filtracji, tyle że do zasilania przetwornicy nie ma to sensu.

Niestety autor nie powiedział, jaką temperaturę diod krzemowych uważa za dopuszczalną.A jego frazę - BARDZO GORACY - każdy rozumie po swoim. Mostek 6A, którego używa , może zapewnić prąd znamionowy 6A w temperaturze zewnętrznej 50 stopni, a prąd 2A w temperaturze nie większej niż 100 st.C Przy takiej temperaturze zewnętrznej temperatura kryształu diody będzie jeszcze znacznie większa. .

W.P. napisał:

A tak na marginesie, to jakim prądem ładuje się akumulator?

Pakiet to 4S2P, 16.8 V.

aksakal napisał:

każdy rozumie po swoim

To prawda, było to tylko moje subiektywne odczucie, choć mogę założyć, że nie były to okolice 100 °C, gdyż o kilkadziesiąt stopni niższe wartości już są "niedotykalne". Nie posiadam kamery termowizyjnej, aby sprawdzić.

Raz jeszcze dziękuję za wszystkie odpowiedzi. Po wymianie na diody Schottky'ego faktycznie całość stała się znacznie chłodniejsza, a także napięcie wyjściowe nieco wzrosło.