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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einweggleichrichter - wann ist Diode leitend


Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

wie kann man bestimmen bzw. herausfinden, wann die Diode bei einem 
Einweggleichrichter leitend ist? Bei einer positiven Halbwelle wird dir 
Diode ab einer gewissen Spannung leitend und Strom fliesst, aber die 
Diode ist ja nicht bis zum gleichen Spannungslevel auf der fallenden 
Seite der Halbwelle leitend sondern wird schon frueher nichtleitend.
Wie kann ich das am besten herausfinden?

Grundsaetzlich will ich den Strom (DC-Strom) ermitteln einer 
Einweggleichrichtung, wenn die Peak-Spannung am Eingang und die 
DC-Spannung am Ausgang bekannt sind (messtechnisch nicht moeglich, da 
Schaltung im Chip ist). Das will ich so machen, dass ich die Flaeche der 
Halbwelle aufintegriere, in der die Diode leitend ist, ueber die 
Diodengleichung den Strom ermittle und somit die Leistung ausrechnen 
kann und damit am bekannten Widerstand den Strom ermitteln kann.

LG Mario

Autor: Stefan (Gast)
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>ueber die Diodengleichung den Strom ermittle
Ich hoffe, Dir ist bewusst, dass die 'Diodengleichung' in hohem Maße von 
der Temperatur abhängig ist?!
Einen Strom misst man am besten immer noch über einen Shunt-Widerstand!

Autor: Nitram L. (nitram)
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mach einen (kleinen) Widerstand hinter die Diode, und miss den 
Spannungsabfall...
Solange die Spannung größer Null => Diode leidet ( arme Diode :-) )
nitraM

Autor: Lothar Lehmann (lole)
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Das Problem ist komplexer, als man es zwei Bauteilen, Diode & 
Kondensator zumuten würde.
- die Diodenkennlinie ist nicht linear
- der Kondensator entläd sich bis zur nächsten Halbwelle ein bisschen
- Temperaturabhängigkeit
Versuch mal den Schnittpunkt einer Sinushalbwelle und der 
Entlade-e-Funktion eines Kondensators zu bestimmen. Ich sage es Dir im 
Voraus, es gibt keine geschlossene mathematische Lösung.
Ergo: nimmt die Shunt-Methode und schau Dir den Stromverlauf auf einem 
Oszi an. Du wirst erstaunt sein, wie kurz der Stromflusswinkel ist. Eine 
Simulationssoftware sollte damit auch keine Probleme haben.

Grüsse
Lothar

Autor: Charlie (Gast)
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Ich frage mich, wer hier was von Kondensator geschrieben hat.

Autor: JensG (Gast)
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@ Charlie (Gast)
>Ich frage mich, wer hier was von Kondensator geschrieben hat.

steht zwischen den Zeilen in der Beschreibung:

>Diode ab einer gewissen Spannung leitend und Strom fliesst, aber die
>Diode ist ja nicht bis zum gleichen Spannungslevel auf der fallenden
>Seite der Halbwelle leitend sondern wird schon frueher nichtleitend.

Ist doch typisches Verhalten eines Gleichrichters mit Sieb-C - oder?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Versuch mal den Schnittpunkt einer Sinushalbwelle und der
>Entlade-e-Funktion eines Kondensators zu bestimmen. Ich sage es Dir im
>Voraus, es gibt keine geschlossene mathematische Lösung.

Das ist doch mal ne Herausforderung..

schließlich ist ja Sinus auch nur eine e-Funktionen..

;-))

Autor: Stefanie B. (sbs)
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welche denn?

Autor: sebba (Gast)
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ne komplexe

Autor: Stefanie B. (sbs)
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deine Antwort darf auch länger als meine Frage sein ;-)

Ich suche jetzt mal danach ..

-stef

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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So hier:

          1  (  +ix      -ix )
sin x = ---- (e     -   e    )
         2i  (               )

Autor: Netbird (Gast)
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Das finde ich nicht ganz korrekt: Hier wird sinx durch komplexwertige 
e-Funktionen dargestellt. Das heißt aber keinesweg, dass sin x eine 
e-Funktion ist. Das wäre so ähnlich, wie wenn 4 eine Wurzel ist, weil 
man schreiben kann: 4 = wurzel(32) / wurzel(2).

Autor: Lothar Lehmann (lole)
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Hallo Ihr Mathematiker,

wer berechnet mir den jetzt den Schnittpunkt. Sin und e-Funktion, zwei 
transzedente Funktionen, die nur durch Reihenentwicklung näherungsweise 
ineinander abgebildet werden können. Eine Lösung gibt es nur durch 
succesive Approximation. Ist aber in der Praxis wohl nicht nötig. Das 
zeigt nur, mit welchen Näherungen wir uns in der Praxis rumschlagen.
PS: Mein Mathe-Prof hatte auch keine Lösung

Ein bisschen Theorie hält geistig fit.
Bei Winkelfunktionen sind mir Polarkoordinaten lieber, gibt es die für 
e-Funktionen überhaupt???

Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

ja die Stromkurve bzw. den Stromflusswinkel hab ich mir am Oszi 
angeschaut
und der Strom fliesst wie erwartet nur in einem kleinen Bereich.
Aber wie kann ich das am besten beschreiben, also die Dauer (Winkel) wo 
der Strom fleisst in Abhaengigkeit von der Diodenspannung?

Obwohl wenn ich mir den Stromflusswinkel ansehen, ist der eigentlich 
konstant gleich gross ueber die Diodenspannung...
Kann man mathematisch trotzdem die Dauer (Winkel) des Stromflusses durch 
eine Diode beschreiben?

Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

kann mir einer erklaeren, wieso wenn ich den Strom bzw. die Strompulse 
nun ansehe, ich einen negativen Strom nach jedem Strom sehe, der nicht 
nur ein Puls ist sondern auch fast ne halbe Periodendauer anhaelt?

LG Mario

Autor: Mario (Gast)
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So jetzt nochmal:

Ich habe nun zwei verschiedene Dioden ausprobiert (1N4148 und 1N914) und 
bei beiden (eingesetzt als Einweggleichrichter) sehe ich nach dem 
Strompeak (gemessen an einem 50 Ohm - Shunt; Gleichrichter ist mit 1nF 
und 10k belastet) eine negativen Strom, der viel groesser als der 
Reverse-Current ist und erst knapp vor dem nachsten Strompeak wieder auf 
Null zurueckgeht.

Wichtig dabei: Das ganze ist stark frequenzabhaengig. Ich arbeite 
grundsaetzlich bei 13M56 und sehe bei einer weitaus kleineren Frequenz 
(kHz-Bereich) dieses Verhalten nur sehr sehr schwach bis gar nicht.

Ist das der Einfluss von der Sperrschichtkapazitaet der Diode, dass ein 
negativer Strom fliessen kann?

Was kann das sein?

LG Mario

Autor: Mario (Gast)
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Und noch ein paar Fragen da ich einfach nicht dahinterkomme:

- ist es egal wohin ich den Shunt-Widerstand setze?
  Ich habe ihn derzeit in Serie um Last-Kondensator und - Widerstand.

- Muss ich einen Elko als Stuetzkondensator verwenden, habe zurzeit nen 
1nF
  fuer die 13M56 Frequenz drinnen?

LG Mario

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Mario wrote:

> Ist das der Einfluss von der Sperrschichtkapazitaet der Diode, dass ein
> negativer Strom fliessen kann?

Falls die etwas seltsame Angabe "13M56" 13,56 MHz heißen soll: ja,
na klar hat dort die Sperrschichtkapazität einen großen Einfluss.

Al-Elkos taugen für solche Frequenzen schlicht gar nicht mehr, die
stellen da (in Folge ihres Wickels) in erster Näherung eine
Induktivität dar.  Ta-Elkos sind besser, aber selbst die großen
Keramikkondensatoren haben hier schon ziemlich viel induktiven
Anteil.  Viel mehr als einen guten Keramikkondensator mit 10 nF
brauchst du bei der Frequenz kaum noch.

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