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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Diodenberatung - Welche Diode verwenden?


Autor: Michael H. (overthere)
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Hallo,
ich will einen Leistungs DC-DC Converter bauen (1Ampère), da soll eine 
Diode anwendung finden. Einerseits will ich ein High-Speed Modell, da 
der Converter mit 500kHz aufwärts arbeitet, gleichzeitg möglichst 
geringe Vorwärtsspannungen. Leider ist keine Zeit bei der einen S-Diode 
angegeben, jetzt brauche ich eure Ratschläge:
a) Klassische Version, billiger:
MURA110, schafft auch die hohen Frequenzen.
b) S-Diode: PMEG6020, deutlich geringere Vorwärtsspannung, schafft diese 
aber die hohen Frequenzen?
c) alternativvorschlag gerne gesehen.

Vielen Dank für eure Hilfe
Michael
Nachtrag: Sperrspannung mind. 60V

Autor: Johannes (Gast)
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> Sperrspannung mind. 60V

Bei 60V Sperrspannung sind Schottky-Dioden eigentlich üblich, die sind 
auf jeden Fall besser für hohe Frequenzen geeignet als normale 
Si-Dioden.

Einen bestimmte Typ zu empfehlen ist etwas schwierig, da du nichts zu 
deiner Schaltungstopologie schreibst und wo die Diode eingesetzt wird. 
Bei einem Laststrom von 1 A kann die Belastung der Diode relativ 
unterschiedlich sein, je nachdem ob es ein Sperrwandler oder ein 
Vollbrücken-Durchflusswandler oder sonst irgend etwas ist.

> S-Diode: PMEG6020

Ja, die sollte die Frequenz schon schaffen, bei Schottky-Dioden ist 
oftmals keine Recovery-Zeit angegeben, weil diese so kurz ist, dass man 
sie gar nicht vernünftig messen kann.

Der einzige Nachteil von den Schottky-Dioden ist eigentlich, dass die 
eine größere Sperrschicht-Kapazität haben. Das kommt jetzt aber auf 
deine Schaltung an, ob sich das tatsächlich nachteilig auswirkt.

Autor: Michael H. (overthere)
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Also, ist halb so eine Art PWM-mit-Freilaufdiode, bisauf das FET und 
Diode vertauscht wurden. Schaltungsaufbau Vcc-Diode-Mosfet(hier kommt 
noch die Last in den Knoten)-Gnd, also ist C interessant.
Im Datenblatt nachgeschaut: Die hat 80pF Kapazität. D.h. die muss ich 
dann entladen, wenn ich den Mosfet anschalte. W=C*U^2*f. Da ich die 
Diode mit 500kHz bei 50 Volt betreibe ergibt sich: (angenommen 80pF)
(%i1) 80*10^-12*50^2*5*10^5;
                                      1
(%o1)                                 --
                                      10
Nehme ich an, dass ich 1Ampere bei 0.4 Volt Vorwärtsspannung mit D=0.8 
durchjage, ergibt sich 32/100Watt..mmh.. Total: 42/100Watt Mal schauen 
obs da nicht noch ne kleinere Diode gibt...

Als Alternative habe ich noch die PMEG6010C rausgesucht.
Verluste an der C: 15pF
(%i4) 15*10^-12*50^2*5*10^5;
                                       3
(%o4)                                 ---
                                      160
..sounds better...
Durchflussverluste:
(%i5) 0.57[Volt]*1*0.8;
(%o5)                                0.456
==Inetwa Totalverluste: Fazit: Die Diode hat in etwa die gleichen 
Verlustleistung kostet die Hälfte, kann aber etwas warm werden, die 
Maximale Verlustleistung auf 0.375 Watt angegeben ist. Mit Kühlfächen 
schafft die Diode 830mW. Vorteil: Diode ist nur halb so teuer...
Was meint ihr, was soll ich machen? Ich würde erstmals auf Kühlfächen 
setzen...

Autor: Johannes (Gast)
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> Da ich die
> Diode mit 500kHz bei 50 Volt betreibe ergibt sich: (angenommen 80pF)
> (%i1) 80*10^-12*50^2*5*10^5;
>                                       1
> (%o1)                                 --
>                                       10

Die Verluste, die durch das entladen der Kapazität entstehen, werden 
nicht in der Diode in Wärme umgesetzt, sondern im Mosfet. Für die 
Verluste in der Diode ist das also nicht relevant.

In deiner Formel fehlt außerdem noch ein Faktor 0,5; die Energie eines 
Kondensators ist 1/2  C  U².

Diese Berechnung ist aber nicht so einfach, wie du das jetzt gemacht 
hast, da die Diodenkapazität sehr stark von der Spannung abhängt. Die 80 
pF hat man bei 10V; bei 50V sind es nur noch ca. 50 pF.

> Die Diode hat in etwa die gleichen
> Verlustleistung kostet die Hälfte, kann aber etwas warm werden, die
> Maximale Verlustleistung auf 0.375 Watt angegeben ist.

Diese Diode macht deutlich mehr Verluste in der Diode (s. oben.), 
deswegen würde ich eher die kräftigere nehmen, da die Durchlassverluste 
hier überwiegen.

Kühlflächen sind eigentlich immer sinnvoll, da SMD-Dioden nur sehr wenig 
Wärme übers Gehäuse direkt an die Umgebung ableiten können, die Wärme 
sollte also möglichst über die Platine abgeführt werden. In deinem Fall 
würde ich die Fläche an den VCC-Anschluss machen, also dort, wo das 
ruhende Potential ist.

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