LM3488 Spannungseinbruch nach gewisser Zeit

Sheriff Silver Gast 14.12.2016 11:02 #4828153

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Hallo liebe Community,

ich habe einen Step-Up Wandler mit einem LM3488 aufgebaut, welcher aus 
den vorhandenen 24 V erzeugt 30 V, welche ich mit bis zu 7 A belasten 
möchte.

Das funktioniert auch soweit ganz gut. Am Ausgang liegen 30 V und die 7 
A kann ich entnehmen.

Nun habe ich weiteren Belastungstest festgestellt, dass die Spannung von 
30 V am Ausgang nach einer gewissen Zeit nicht mehr anliegt, sondern die 
24 V durchgereicht werden. Wie lang diese Zeit ist, hängt von der 
Belastung ab. Bei einer Belastung von 5 A bricht die Spannung nach 3 min 
und 20 s ein. Bei einer Belastung von 7 A bereits nach knapp 2 min.

Momentan gehe ich von einem thermischen Problem aus. Die verwendete 
Schottky-Diode wird sehr heiß, gemessen 140 °C. Daneben sitzt gleich der 
Ausgangselko, welcher die Wärme natürlich auch mit abbekommt und eine 
Temperatur von gut 70 °C hat.

Kann es an der Erwärmung der Diode liegen, dass die Spannung einbricht? 
Wenn ja, mit was hängt das zusammen?

Hier ein paar Eckdaten:

Schaltfrequenz: 150 kHz
Reglerbaustein: LM3488
Diode: MBRD1035CTLT4G (Farnell: 2317430)

Ich danke euch für eure Hilfe.

Angehängte Dateien:

Schematic_150kHz.PNG (130 KB)

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Sheriff Silver Gast 14.12.2016 13:45 #4828413

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Das Problem wird wohl bei der Schottky-Diode liegen.
Ein Durchbruch kann auch bei zu hoher Temperatur erfolgen. Laut 
Wikipedia ist dieser thermische Durchbruch bei Halbleitern irreversibel. 
Da eine Schottky-Diode jedoch anders aufgebaut ist als eine 
Silizium-Diode und ich keine Infos darüber gefunden habe, wie sich ein 
thermischer Durchbruch bei einer Schottky-Diode verhält, habe ich selbst 
Versuche angestellt.

Im Anhang habe ich euch den Verlauf der Ausgangsspannung bei 7 A 
aufgezeichnet und nebenbei habe ich die Temperatur der Diode gemessen.
Die Schottky-Diode ist laut DB mit 150 °C angegeben.
Im Verlauf ist schön zu sehen, dass ab einem gewissen Punkt die Spannung 
auf 24 V zurückgeht. Die Gehäusetemperatur der Diode lag bei diesem 
Zeitpunkt bei 110 °C. Wie die Sperrschicht Temperatur zu diesem 
Zeitpunkt war lässt sich leider nicht messen, aber man kann davon 
ausgehen, dass diese weit höher als 110 °C war. Ab diesem Zeitpunkt kam 
es zum Durchbruch und die Temperatur des Gehäuses stieg steiler an als 
vor dem Durchbruch. Die Diode sperrt nicht mehr und somit kommt es zum 
Rückgang der Ausgangsspannung.
Die Diode wurde anschließend mit Eisspray behandelt und die Spannung 
pegelte sich bei 30 V ein und der Ausgangsstrom lag ebenfalls wieder bei 
7 A.
Die Erwärmung widerholte sich wieder, es kam zum Durchbruch und die 
Diode wurde wieder gekühlt. Die Spannung war anschließend wieder bei 30 
V und 7 A Ausgangsstrom.

Also lässt sich sagen, dass der thermische Durchbruch bei einer 
Schottky-Diode reversibel ist? Hat jemand vllt eine Quelle oder 
ähnliches, wo es nochmal schwarz auf weiß steht?

Angehängte Dateien:

tekway720_5_bearbeitet.bmp (1,1 MB)

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