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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistung der Z-Diode bestimmen, wie denn bitte?


Autor: Matthias H. (maethes26)
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Hallo zusammen,

ihr habt mir in meinem Motorprojekt sehr geholfen und unter anderem dazu 
geraten an dem Bulk-Kondensator eine Z-Diode anzubringen.
siehe Schaltplan

In dem Falle, wenn der Motor beim Ausschalten als Generator nachläuft 
und eine zu Hohe Induktionsspannung induziert, die das Motor IC L6205 
über 52V zerstören würde.

Wie kann ich denn bitte ungefähr bemessen, wieviel Watt diese Diode 
haben muss.

Herkömmliche Z-Dioden haben eine Leistung von 1,3Watt.

Wie bitte schätze ich bei dem dicken 24V Getriebemotor auf dem Bild ab 
wieviel Leistung die Z-Diode abkönnen muss?

Ich würde mich über Eure Hilfe freuen.

Vielen Dank und viele Grüße,

Matthias.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Matthias H. (maethes26)

>Wie kann ich denn bitte ungefähr bemessen, wieviel Watt diese Diode
>haben muss.

Dauerhaft muss die keine große Leistung umsetzen, wenn du nicht gerade 
wie ein wilder beschleunigst und bremst. Aber sie sollte schon ein paar 
defitige Pulse aushalten, Pi mal Daumen den Anlaufstrom des Motors, ggf. 
etwas eniger, auf jeden Fall mehr als den Nennstrom bei Volllast.
Ich sag mal 10A sollte sie im Millisekundenbereich aushalten.
Man kann auch eine einfach Z-Diode mit einem dicken Bipolartransistor 
kombinieren, dann muss der nur die Leistung vertragen.

MFG
Falk

Autor: Иван S. (ivan)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Matthias H. (maethes26)
> Man kann auch eine einfach Z-Diode mit einem dicken Bipolartransistor
> kombinieren, dann muss der nur die Leistung vertragen.

Würde ich auch vorschlagen, da die Kombination ZD + BJT wahrscheinlich 
günstiger sein wird als die leistungsfähigere ZD alleine.

Iwan

Autor: Matthias H. (maethes26)
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Guten Abend,

danke für Eure Antworten.

Was haltet ihr dann von dieser Schaltung? Das ist doch genau das was ihr 
mient, oder?

Ist denn so eine Z-Diode auch schnell genug, um die Induktionsspannung 
nicht an das IC zu lassen?

Viele Grüße, MAtthias.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Matthias H. (maethes26)

>Was haltet ihr dann von dieser Schaltung? Das ist doch genau das was ihr
>mient, oder?

Die 100nF würde ich weglassen, du willst ja schnell reagieren.

>Ist denn so eine Z-Diode auch schnell genug,

Ja.

> um die Induktionsspannung
>nicht an das IC zu lassen?

Die Spannung ist nicht das Problem, sondern der Strom. Aber die ersten 
paar us schluckt das der große Kondensator, dann hat deine Z-Diode + 
Transistor längst geschaltet.

MfG
Falk

Autor: Иван S. (ivan)
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Zener zwisches Basis und GND kommt meiner Meinung nach besser. Also 
Diode und Widerstand deiner Schaltung tauschen. Den Widerstand würde ich 
niederohmiger machen, aber meistens bin ich zu niederohmig.

Autor: mhh (Gast)
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Matthias H. schrieb:
> Was haltet ihr dann von dieser Schaltung?

Den Kondensator würde ich weglassen.

Autor: HildeK (Gast)
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Иван S. schrieb:
> Zener zwisches Basis und GND kommt meiner Meinung nach besser.

Dann kannst du die Zener-D auch weglassen ...

Autor: Иван S. (ivan)
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HildeK schrieb:
> Иван S. schrieb:
>> Zener zwisches Basis und GND kommt meiner Meinung nach besser.
>
> Dann kannst du die Zener-D auch weglassen ...

Stimmt. Irgendwie hab' ich da einen PNP gesehen, was auch an der Lektüre 
von http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere... 
liegen könnte.

BTW: Ich kenne den eingesetzten IC nicht, aber was spricht eigentlich 
gegen die gute alte Schottky-Freilaufdiode?

Autor: Matthias H. (maethes26)
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mhh schrieb:
> Matthias H. schrieb:
>> Was haltet ihr dann von dieser Schaltung?
>
> Den Kondensator würde ich weglassen.

Hallo,

danke füpr Deine Hilfe.
Soweit ich weiß macht der Kondensator folgendes:

Der Transistor verstärkt das Rauschen zwischen Basis und Emitter. Die 
wichtigsten Rauschquellen sind Z-Diode (wie von dir genannt), aber auch 
der Widerstand und der interne Basis-Bahnwiderstand rauschen. Der 
Kondensator reduziert das Rauschen, für die Hauptfunktion ist er nicht 
notwendig.


Wenn ich ihn weglasse, oder ganz klein auf 5,6nF??? Dann erhöht sich die 
Durchschaltzeit der Diode.

viele Grüße, MAtthias.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wenn du doch nur kurzzeitige Impulse abfangen willst, nimm doch einfach 
eine Suppressordiode ("Überspannungsschutzdiode"). Das sind "fette" 
Z-Dioden. Haben mehr Kapazität, aber verpacken auch kurzzeitig ne Menge 
Strom.

Autor: Matthias H. (maethes26)
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Иван S. schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Иван S. schrieb:
>>> Zener zwisches Basis und GND kommt meiner Meinung nach besser.
>>
>> Dann kannst du die Zener-D auch weglassen ...
>
> Stimmt. Irgendwie hab' ich da einen PNP gesehen, was auch an der Lektüre
> von http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
> liegen könnte.
>
> BTW: Ich kenne den eingesetzten IC nicht, aber was spricht eigentlich
> gegen die gute alte Schottky-Freilaufdiode?

Ja, ich denke, die ist doch gut geeignet!

Muss ich da auch die Schaltung so aufbauen wie im Bild? Denn diese Diode 
hat sicherlich auch nicht so viel Leistung.

Aber die Schottky-Diode ist ja extra für sehr schnelle Einsatzzwecke 
gemacht und schneller als eine herkömmliche Diode. Obwohl die 
geschätzten Kollegen hier im Forum meinten, eine normale Z-Diode ist 
schnell genug.

Was ist nun angebrachter? :-)

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Keine Ahnung, was Ivan da geritten hat. Wo soll da jetzt eine Schottky 
Diode verbaut werden?

Eine Zener Diode ist von der Funktionsweise her schon sehr verschieden 
von einer Schottky Diode.

Autor: Matthias H. (maethes26)
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Nochmals Hi,

eine SUPPRESSOR-DIODE scheint mir auch sehr gut, oder?

Die verträgt wohl die generierte Leistung des Motors und ist sehr 
schnell.

Damit würde ich mir ja auch die Schaltung mit dem Transistor ersparen.

Grüße, MAtthias.

Autor: Иван S. (ivan)
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Simon K. schrieb:
> Keine Ahnung, was Ivan da geritten hat. Wo soll da jetzt eine Schottky
> Diode verbaut werden?

Ich ja gesagt, daß ich die Schaltung nicht kenne. Aber das Hauptproblem 
besteht ja darin, daß (Zitat OP)
| der Motor beim Ausschalten als Generator nachläuft.

> Eine Zener Diode ist von der Funktionsweise her schon sehr verschieden
> von einer Schottky Diode.

Das weiß ich auch. Deshalb habe ich ja auch folgendes höflichst gefragt:
>> was spricht eigentlich gegen die gute alte Schottky-Freilaufdiode?

Also nicht einfach den Leuten unterstellender und manipulierender Weise 
das Wort im Mund verdrehen. Man sollte schon sinnentnehmend lesen.

Nix für ungut, Iwan

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Иван S. schrieb:
> Simon K. schrieb:
>> Keine Ahnung, was Ivan da geritten hat. Wo soll da jetzt eine Schottky
>> Diode verbaut werden?
>
> Ich ja gesagt, daß ich die Schaltung nicht kenne. Aber das Hauptproblem
> besteht ja darin, daß (Zitat OP)
> | der Motor beim Ausschalten als Generator nachläuft.
Ach so. Ja, der Mathes ist im Moment irgendwie sehr aktiv mit dem Öffnen 
neuer Threads ohne Referenz anzugeben ;-)

Siehe:
Beitrag "26.1. Motor IC durch Richtungswechsel ohne stopp zerstört? Nachtrag :-)"

>> Eine Zener Diode ist von der Funktionsweise her schon sehr verschieden
>> von einer Schottky Diode.
>
> Das weiß ich auch. Deshalb habe ich ja auch folgendes höflichst gefragt:
>>> was spricht eigentlich gegen die gute alte Schottky-Freilaufdiode?

Jaha, Entschuldigung.

Autor: Matthias H. (maethes26)
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VielenDank für Eure Hilfe.

Nun weiß ich bescheid und überlege mir, ob ich eine SuppressorDiode 
nehme oder die mir bekannte Z-Dioden-Schaltung.

Tur mir Leid, wenn das mit meinen Threads etwas verwirrend war.


Viele Grüße und noch einen schönen Abend.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Eine passende Suppressordiode gibts bei Reichelt: P6KE 30A
Für 10 Millisekunden schafft die Diode etwas mehr als 100Watt. 
Zumindest, wenn die Zeit zwischen den Impulsen sehr groß ist.

Autor: Daniel (Gast)
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Hi Matthias.

Deine Sorge wegen der Überspannung ist berechtigt. Aber wenn die 
Spannung Induziert wird ändert diese auch die Polarität sprich das 
Vorzeichen.

Mit einer Z-Diode ist es nicht die beste Lösung, denn laut deiner 
Schaltung muss diese ständig die VSa und VSb auf 53 V ohne Vorwiderstand 
bringen, dies sollte nicht hinhauen.

Mit einer normalen Diode oder zwei Dioden parallel (last abhängig) die 
etwas mehr vertragen können in der Sperrichtung ist es besser, also an 
dem selben Platz wie die Z-Diode Kathode an Masse und die Anode an VSa 
und VSb. So wird die induzierte Spannung einfach vor dem L6205 
kurzgeschlossen. :)

Aber durch die Kondensatoren können und werden, die Dioden sicherlich 
durchbrennen denn im Moment wenn Dioden kurzschließen entladen sich die 
Kondensatoren schlagartig.

Und vielleicht die beste Lösung die man in der Leistungselektronik 
verwendet um dies zu vermeiden ist eine Glättungsinduktivität.
Vergiss auch die Freilaufdiode nicht.
Dann hast du kein Problem Mehr.

Hier Links: 
http://books.google.de/books?id=fYiSWse-GOIC&pg=PA...
http://books.google.de/books?id=A1OVsxCgZMgC&pg=PA...
http://books.google.de/books?id=uXub4FUZxaQC&pg=PA...

oder http://www.ruhr-uni-bochum.de/eaee/dokus/le_ueb/u206.pdf

Also die Wahl bleibt dir überlassen.

Autor: Matthias H. (maethes26)
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Simon K. schrieb:
> Eine passende Suppressordiode gibts bei Reichelt: P6KE 30A
> Für 10 Millisekunden schafft die Diode etwas mehr als 100Watt.
> Zumindest, wenn die Zeit zwischen den Impulsen sehr groß ist.

Hi Simon,

die Zet zwischen den Impulsen ist groß genug, da der Motor ja 
mindenstens einige Sekunden! lang läuft bevor er gestoppt wird.

Ich hoffe nur die Induktion des Motors im Generatorbetrieb durch das 
Nachlaufen  und Abschalten dauer nicht länger als 10ms.

Aber bei einem Relais dauert die Induktion sicher auch ncit länger als 
10ms.

Anbei ein 12V Relais mit Induktionsspannung. Hab ich selber gemessen. 
:-)

Viele Grüße

Autor: Matthias H. (maethes26)
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Guten Abend Daniel,

vielen Dank für Deine Unterstützung.

Deine Literatur werde ich mir in den nächsten Tagen in Ruhe anschauen.

Ist ein interessanter Aspekt, dass die Kondensatoren sich beim 
Durchbrennen der Dioden über diese Entladen und diese damit ungemein 
höher belastet werden.
Ich werde mir das alles in den nächsten Tagen in Ruhe durchdenken und 
freue mich sehr über Eure Tipps.

Einen schönen Abend wünsche ich Dir noch.

Bis bald,

Matthias.

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