Ich plane an 20MHz sinus eine Suppressordiode (600W 540V). Nun stellt
sich die Frage, ob die Diode das thermisch überhaupt schafft. Ihre
Kapazität ist ja nicht gerade gering, das "Dielektrikum" sicher nicht
ideal. Datenblätter geben dazu nichts her, jedenfalls finde ich nichts
zum Thema Maximalfrequenz.
Die Spannung wird schon gut ausgereizt, allerdings noch ohne
nennenswerte Erwärmung durch Überspannung.
Hat evtl. schon jemand solche Dioden an ähnlichen Frequenzen betrieben?
Bitte stellt nicht wieder lauter Gegenfragen, wenn ihr anschließend
sowieso keine Antwort habt.
Im DB ist lediglich eine Kapazität angegeben, leider genügt diese auch
nicht, um die kapazitiven Verluste zu beziffern. Daher bin ich auf echte
Erfahrungswerte angewiesen.
Fragender schrieb:> Suppressordiode (600W 540V). Nun stellt> sich die Frage, ob die Diode das thermisch überhaupt schafft.
Nicht im Dauerbetrieb. Egal bei welcher Frequenz. Die Dioden sind für
Impulsbelastung ausgelegt.
Vermutlich ist auch ihre Kapazität etwas hoch.
Da das Thema aber nicht ganz neu ist (Blitzschlag oder Abreissen der
Antenne) gibt es wahrscheinlich andere Verfahren um die Situation zu
beherrschen.
Es kommt eben darauf an, wogegen man sich schützen will.
nachtmix schrieb:> Nicht im Dauerbetrieb. Egal bei welcher Frequenz.
Wird bestimmt nicht mit steigender Frequenz (20MHz) besser.
Ich bin etwas ratlos, welches Bauteil das leisten könnte.
nachtmix schrieb:> Es kommt eben darauf an, wogegen man sich schützen will.
Na ja, wir sollen keine Gegenfragen stellen... aber Moment:
Nur dann, wenn wir dazu auch keine Antwort wissen.
Wenn ich das nur jetzt schon wüßte...
Fragender schrieb:> Hat evtl. schon jemand solche Dioden an ähnlichen Frequenzen betrieben?
Ich hatte mal eine 200 Hz PWM Endstufe mit Strom-Messung (bis 2A) an 12V
mittels 24V/1,5 KW Diode gegen eine induktive Last abgesichert.
Die Strom-Messung war durch die Eigenkapazität der Diode schon erheblich
verfälscht. (mehrere 10 mA).
Abhilfe brachte eine 1N4007 in Reihe zur Transientenschutzdiode.
(Kapazitive Reihenschaltung von ca 50pF zu ca 1 nF).
Bei AC wirst Du 2 antiparallele Gleichrichter Dioden (impuls-belastbar)
in Reihe zur Schutzdiode benötigen um die Eigenkapazität zu reduzieren.
Gruß Anja
Anja schrieb:> 2 antiparallele Gleichrichter Dioden (impuls-belastbar)> in Reihe zur Schutzdiode benötigen
Bei 500V statt 12V könnten es auch viele mehr sein? Testen.
Anja schrieb:> Abhilfe brachte eine 1N4007 in Reihe zur Transientenschutzdiode.> (Kapazitive Reihenschaltung von ca 50pF zu ca 1 nF).
Naja, besser als der 1. Ansatz, wenn gleich eine 1N4007 arg lahm ist. Im
Allgemeinen nimmt man bei hohe Frequenzen keine Supressordioden DIREKT
am Signal sondern 2 normale, schnelle Dioden mit wenig Kapazität gegen
GND und VCC bzw. eine separate Klemmspannung. Dort kann man dann die
Supressordiode und sogar noch eine extra Kapazität anschalten, das
Signal "sieht" die nicht. Auf diese Weise erreicht man eine
kapazitätsarme Spannungsbegrenzung. Dieses Konzept findet man in der
Mehrheit der Schutzschaltungen.
Z.B. USBLC6
https://de.rs-online.com/web/p/suppressordioden-tvs/6247693/
Es gibt natürlich auch erstaunlich kapazitätsarme Supressordioden,
welche direkt an schnelle Signale geschaltet werden können, sei es
Ethernet, USB, HDMI etc. Das sind Entwicklungen der "Neuzeit", sprich
der letzten 10-20 Jahre, z.B. GBLC03
http://www.protekdevices.com/xyz/documents/datasheets/gblc.pdf
Fragender schrieb:> Ich plane an 20MHz sinus eine Suppressordiode (600W 540V). Nun stellt> sich die Frage, ob die Diode das thermisch überhaupt schafft. Ihre> Kapazität ist ja nicht gerade gering, das "Dielektrikum" sicher nicht> ideal. Datenblätter geben dazu nichts her, jedenfalls finde ich nichts> zum Thema Maximalfrequenz.>> Die Spannung wird schon gut ausgereizt, allerdings noch ohne> nennenswerte Erwärmung durch Überspannung.>> Hat evtl. schon jemand solche Dioden an ähnlichen Frequenzen betrieben?>>> Bitte stellt nicht wieder lauter Gegenfragen, wenn ihr anschließend> sowieso keine Antwort habt.> Im DB ist lediglich eine Kapazität angegeben, leider genügt diese auch> nicht, um die kapazitiven Verluste zu beziffern. Daher bin ich auf echte> Erfahrungswerte angewiesen.
Mach es doch wie wir Digitalleute: Gleichrichten, erst dann auf die
Diode geben. HF-Dioden mit sehr niedriger Kapazität sind verfügbar, das
ist also kein Problem.
Im Normalbetrieb sieht deine HF die Gleichrichtung nicht, es sollte also
nicht zu Störungen kommen. Andersherum sieht deine TVS-Diode die HF
nicht, und im Fall Überspannung hast du halt zusätzlich das Vf der
HF-Diode. Da musst du halt noch kucken, und die Dioden entsprechend
wählen.
Das ist so gemeint, wie es in dem Datenblatt drin ist:
https://origin-savvis.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/tvs_diode_arrays/littelfuse_tvs_diode_array_sp3010_datasheet.pdf.pdf
Das ist ein TVS-Array mit 450fF (Femtofarad). Die schaffen das auch nur,
dank diesem Trick.
Dort findest du auch ein Schema dazu.
floppy disk schrieb:> nachtmix schrieb:>> Nicht im Dauerbetrieb. Egal bei welcher Frequenz.>> Wird bestimmt nicht mit steigender Frequenz (20MHz) besser.> Ich bin etwas ratlos, welches Bauteil das leisten könnte.
Ein Feinspannungsableiter könnte [1] geeignet sein. Im Prinzip eine
Funkenstrecke in einem Gehäuse ähnlich einer Feinsicherung.
[1] wissen wir nicht, weil der TE nichts zur Anwendung sagt und wir
nicht nachfragen dürfen. Tja. KA - KK.
jemand schrieb:> HF-Dioden mit sehr niedriger Kapazität sind verfügbar, das> ist also kein Problem.
Da sehe ich schon Probleme. Diese Diode müsste im Falle einer
Überspannung einigen Strom tragen können, doch dazu auch sehr schnell
sein. Kenne da allenfalls welche mit z.B. 15ns. Bei zwei Halbwellen
macht das 30ns. Leider hat das ganze Signal nur 50ns. Eine solche Diode
würde die Rippelspannung an der Suppressordiode also nicht mal auf die
Hälfte verringern, bei ab sofort fraglicher Spike-Belastbarkeit.
Das Signal ist sehr belastbar, würde durch die reine Suppressordiode
keineswegs in die Knie gezwungen. Es geht rein um die Betrachtung, ob
dieser unerwünschte "Kondensator" solch eine Belastung aushält, ohne
durch seine eigenen Verluste viel Wärme zu erzeugen, bzw. das Bauteil
gleich ganz zu zerstören.
Vielen Dank für die Topic-Hinweise ganz ohne die üblichen Ärgernisse!
Fragender schrieb:> jemand schrieb:>> HF-Dioden mit sehr niedriger Kapazität sind verfügbar, das>> ist also kein Problem.>> Da sehe ich schon Probleme. Diese Diode müsste im Falle einer> Überspannung einigen Strom tragen können, doch dazu auch sehr schnell> sein. Kenne da allenfalls welche mit z.B. 15ns. Bei zwei Halbwellen> macht das 30ns. Leider hat das ganze Signal nur 50ns. Eine solche Diode> würde die Rippelspannung an der Suppressordiode also nicht mal auf die> Hälfte verringern, bei ab sofort fraglicher Spike-Belastbarkeit.
Mir wäre kein Mechanismus in einer Diode bekannt, der eine Verzögerung
von nicht leitend auf leitend hätte (außer der Induktivität vielleicht).
Die sollte sofort leiten.
Umgekehrt gibt es das schon (leitend->nicht leitend), das nennt man
Reverse Recovery, und das ist meistens die im Datenblatt angegebene
Zeit. Aber die ist für Transientenschutz relativ irrelevant.
Bei der Stromtragfähigkeit könntest du recht haben. Welchen Strom
erwartest du denn?
Denken wir doch mal weiter. Ich kann mir zwei Probleme vorstellen, gegen
die du beispielsweise eine Antenne schützen willst:
- Elektrostatische Entladung (ESD): Das ist ultraschnell und ultrakurz,
aber kein so hoher Strom (max. 30A oder so)
- Indirekter Blitzschlag (SURGE): Hoher Strom bis kA, aber
vergleichsweise langsam, dafür Energiereich
Für den ESD ist die Schaltung mit Dioden sicher verwendbar. Man nimmt
dort sogar Gurken wie die BAV99 ;-)
Wenn du dich dagegen gegen SURGE mit >1000A schützen willst, würde ich
dir Gasableiter vorschlagen. Die haben sehr geringe Kapazitäten.
Beispiel:
https://www.bourns.com/docs/product-datasheets/2003.pdf?sfvrsn=6d4874f6_3
Mit Kapazitäten um 500fF gut für 20MHz geeignet. Gegen langsame
Transienten wie den SURGE wäre ein Gasableiter und Serienkondensator
dahinter sicher eine gute Lösung.
Ich bin kein HF-Spezi, aber ist es nicht störend für Abstimmung etc,
wenn du eine so eine niedrige Impedanz wie eine TVS-Diode in ein
HF-Signal hängst? Deren Eigenschaften über Temperatur und Frequenz sind
ja unbekannt.
jemand schrieb:>> Mir wäre kein Mechanismus in einer Diode bekannt, der eine Verzögerung> von nicht leitend auf leitend hätte (außer der Induktivität vielleicht).> Die sollte sofort leiten.> Umgekehrt gibt es das schon (leitend->nicht leitend), das nennt man> Reverse Recovery, und das ist meistens die im Datenblatt angegebene> Zeit. Aber die ist für Transientenschutz relativ irrelevant.>
Ca 5,5 Millionen Ergebnisse für Forward Recovery Time.
https://www.google.de/search?source=hp&ei=Rk16XeLOE5GJlwSGjqi4DA&q=diode+forward+recovery+time
Auch nach Abzug der 98% unsinnigen Ergänzungen und Anzeigen durch Google
bleiben noch einige sinnvolle Fundstellen übrig.
Ursache sind überwiegend parasitäre Elemente wie du schon schriebst.
Arno
