Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BYV27-Diode überlebt 1 Ampere nicht aufgrund Überhitzung


von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

mit einenm Stepup-Wandler (ca 70 KHz) möchte ich eine Power-LED mit 1A 
Konstantstrom versorgen. Besagte Diode verbindet Speicherdrossel und 
Elkos und muß daher den gesamten Strom führen, der durch die Power-LED 
fließt. Zusätzlich dürften die Spitzen des gepulsten Stromes noch höher 
sein. Die Diode ist frei verdrahtet eingebaut. Wärmeleitung kann nur in 
die Drossel und in die Elko-Anschlußdrähte erfolgen.

In einer früheren Variante dieser Schaltung sollten 0.7A an die Power 
LED abgegeben werden. Eine UF4004, die maximal 1 A verträgt, erfüllt 
diese Aufgabe trotz Erwärmung seit Monaten gut.

Die Wahl fiel hier auf die BYV27-600, da sie 2 A können soll. Der 
600V-Typ war eben im Fundus verfügbar. Die Avalanche-Fähigkeit benötige 
ich nicht. Klar ist, daß sie je nach Länge der Anschlußdrähte 
unterschiedlich weniger Strom aushalten kann. Das Datenblatt läßt sich 
hierzu bezüglich Platinenmontage aus.


Wie ist das passiert?
Die Schaltung lief mit ziemlich hell gestellter Power-LED bei 
geschätzten 0.75A. Die Diode war schon recht heiß, aber über 100 Grad 
zeigt mein Fingerthermometer nicht mehr so genau an, da hat es eine 
Nichtlinearität. Ich messe immer am Shunt die Spannung. Dabei habe ich 
dann weiter aufgedreht bis 1A und stellte fest, daß es langsam nach 
Bauteil riecht. Dann stellte ich fest, daß am Shunt die Spannung erst 
langsam, dann schneller geringer wird. Als ich das "schneller" 
feststelle streckte ich den Arm koordiniert aus, um das Steckernetzteil 
aus zu schalten. Dies geschah zu langsam, denn dabei wurde es dunkel. 
Bei nachfolgenden Start-Versuchen wurde die Diode in 2 Sekunden heiß. 
Sonst ist zum Glück nichts kaputt gegangen. Der kontrollierte 
soft-Bauteiltod...


Was würdet Ihr vorschlagen?

- Die BYV27 (0.15 Euro) nehmen und kleine Kühlbleche aus Kupfer an die 
Anschlußdrähte anlöten zur Kühlung? Jedenfalls erwärmt sie sich zu 1 A 
hin immer stärker...

- Eine BYV28 (0.15 Euro Anschaffungspreis) nehmen, die 3A kann, aber 
ebenso zierlich ist und deshalb die Wärme auch nicht weg bekommen wird?

- Eine 6A oder 16A...25A Diode im TO220-Gehäuse nehmen, die mal 25 oder 
30 cent gekostet hat. Ich müßte da ein paar Shottky-Typen haben. Ich 
würde sie zum FET an den Kühler schrauben, obwohl der FET (IRLZ34) mit 
Mini-Kühler schon gar keine Erwärmung mehr zeigt. Eine BYV79 kommt 
jedenfalls nicht rein. Das wäre Verschwendung.

- eine 1N5822 einbauen, die 3A bis 40 V kann. Sie hat dicke 
Anschlußdrähte, wobei trotzdem wieder das Problem der Wärmeabfuhr 
bleibt. Shottky dürfte sich weniger stark erwärmen.

- Faustregel anwenden: riecht man die Diode, sollte man so lange eine 
andere ausprobieren, bis man eine nicht riechende gefunden hat.
"do (wechsle Diode und rieche) until (Diode riecht nicht innerhalb 20 
Sekunden und später auch nicht)"


Vielleicht möchte mich jemand an seinen Erfahrungen teil haben lassen.

mit freundlichem Gruß

: Verschoben durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Erstmal bedeutet hohe Sperrspannung i.a. auch höhere Flusspannung. Also 
Quatsch, eine 600V-Diode einzubauen.

Nimm ne Schottky-Diode.

von Georg (Gast)


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Christian S. schrieb:
> mit einenm Stepup-Wandler (ca 70 KHz) möchte ich eine Power-LED mit 1A
> Konstantstrom versorgen. Besagte Diode verbindet Speicherdrossel und
> Elkos und muß daher den gesamten Strom führen

Das ist vielleicht nicht das ganze Problem - der Strom fliesst da nicht 
gleichmässig, sondern nur kurz und mit entsprechend hohem Spitzenstrom. 
Es wäre nicht schlecht, mit einem Oszi das Puls-Pausenverhältnis zu 
bestimmen und damit den ungefähren Spitzenstrom, das ist sicher ein 
Vielfaches der 1 A, je nach Auslegung des Wandlers.

Ich würde eine Schottky-Diode im TO220 nehmen, da ist schon eine 
gewisser Kühlkörper mit dran, und notfalls kann man noch mehr 
anschrauben.

Georg

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

danke schon mal.

Tja, für das lächerliche eine Ampere ist man mit der TO220-Diode auf der 
sicheren Seite.

Falls ich das Oszi wieder zur Hand habe, schaue ich mir die Pulse mal 
genauer an und berichte nochmals.

Werde jetzt die  do - until-Schleife ausführen... und das Dioden 1x1 
weiter studieren.

mit freundlichem Gruß

von Joe F. (easylife)


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Deine Diode hat 2 große Nachteile: hohe Forward-Spannung, und vor allem 
hohe Recovery-Spannung.

Nimm lieber eine Schottky, z.B. STPS3L60RL

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

ich habe inzwischen einige Typen aus dem Fundus ausprobiert.

BYV28-200  200V, 3,5A, UF = 0,8V bei 1A
erwärmt sich, man kann beliebig lange anfassen.

UG4D 200V, 4A, UF = 0,95V bei 4A, 20ns
erwärmt sich gering

1N5821    30V 3A shottky, UF = 0,5V bei 3A, 0.9V bei 9A
bleibt fast kühl, ist somit die beste Wahl, so lange die Spannung nicht 
zu hoch wird.

Die BYV-Dioden sind diejenigen, die am wärmsten wurden.

Die empfohlene STP werde ich auf die Wunschliste setzen.

mfG

von Peter Z. (Gast)


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Die Diode muss vor allem schnell sein. Sind diese BYV Typen das?!
2. Der Spitzenstrom ist sicher zu hoch für diese byv, ich denke mal es 
idz det Bahn wider stand der heiss wird.

von Helmut S. (helmuts)


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Bei 1A Strom verheizt dei Diode deutlich mehr als ein Watt.
Wenn die mit 1cm langen Beinchen links und rechts eingelötet wird, dann 
hat die einen Wärmewiderstand von 100°/Watt. Das bedeutet die 
Sperrschicht ist selbst bei Raumtemperatur schon in Richtung 150°C, also 
kurz vor dem Ableben.  Diese Diode benötigt im Abstand von 1 bis 2mm auf 
beiden Seiten ein kleines Kupferblech an den Anschlüssen.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

die BYV27 soll eine Rückwärtserholzeit von 25 ns haben. BYV28 30ns. Ich 
dachte, das sei schnell.


Auf das kleine Kupferblech wollte ich ursprünglich hinaus, da  ich in 
Monitoren schon dicke Dioden entdeckt habe, die einseitig an ein 4cm 
langes gezacktes Blech angelötet sind. Ist 1 bis 2mm nicht zu nahe zum 
Anlöten? Immerhin speichert das Kupferblech einiges an Wärme? Oder geht 
das immer gut, ohne daß die Diode durchs Löten zu heiß wird?

MfG

von Mike (Gast)


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>Die Diode ist frei verdrahtet eingebaut.
Hier wird wohl Dein Problem liegen. Die Datenblattangabe von 2A bezieht 
sich auf 10mm Drahtlänge und 45°C Umgebungstemperatur. Gemeint ist, dass 
die 10mm langen Anschlussdrähte auf der Kupferfläche einer Platine 
befestigt sind, die genügend Wärme ableiten, so dass die Temperatur an 
diesem Punkt nicht über 45°C ansteigt. Bei 25mm Beinlänge steckt die 
Diode gerade mal noch 1.1A weg. Frei verdrahtet natürlich noch bedeutend 
weniger. Wenn Du keine Platine einsetzen willst, würde ein Kühlblech 
natürlich helfen. In diesem Fall wäre aber ein Gehäuse mit Kühlfahne 
(TO220) besser geeignet.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

ja, im Prinzip liegt genau bei der Umsetzung der Datenblattangabe 
bezüglich des verkraftbaren Stromes bei gegebener Art der Kühlung mein 
Problem.

Ich gebe zu, daß ich aus Neugier billigend den Verlust der Diode und das 
Risiko für die umliegenden Bauteile in Kauf genommen habe, da es bei der 
früheren Schaltung mit 0,7A trotz erheblicher Erwärmung der UF4004 dort 
gut gegangen ist.

Hätte ich aufgrund des Datenblattes abschätzen können, daß sie 
überhitzt, hätte ich gleich die 3A-Typen genommen. Aber im Datenblatt 
steht ja immer "mittlerer Strom x Ampere" und 175 Grad. Da wird man 
leicht zum fahrlässigen Diodenkiller... Andererseits wollte ich die 
Grenze mal austesten.

Zum Glück sind FET und Power-LED intakt geblieben.

mit freundlichem Gruß

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