Hallo Leute,
ich wurde hier vor einigen Monaten korrigiert, dass man die interne
Diode von Mosfets nicht als Freilaufdiode für Relais nutzen soll. Nun
irritiert mich diesbezüglich das Datenblatt des IRLU024N:
- Fully avalance rated
- Is Continuous source current (Body Diode) max 17A
- Ism Pulse source current (Body Diode) max 72A
- Vsd Diode forward Voltage max 1,3V
- Trr Reverse recovery time 60-90ns
- Qrr Reverse recovery charge 130-200nC
Das liest sich für mich so, als ob ich diese integrierte Diode
problemlos mit vollen 17A belasten kann. Also als Freilaufdiode für
Relais auf jeden Fall geeignet. Oder irre ich mich?
Was ich noch fragen wollte: Wie ermittle ich für ein Relais die
Energiemenge, die beim Anschalten entsteht? In den Elektronik katalogen
steht das ja nicht so direkt angegeben.
Es nützt Dir Nichts, selbst, wenn die Diode im MOSFET das aushalten
würde, denn sie sitzt an der falschen Stelle.
Die Freilaufdiode muß parallel zur Last sein, hier ist sie aber parallel
zum Schaltglied.
MfG Paul
Die interne Diode des MOSFETs liegt zum Spannungspuls den die
Relaisspule verursacht ja auch in Sperrrichtung. Bei einem Bistabilen
Relais mit einer Halb- oder Vollbrücke würde das klappen.
Stefan schrieb:> Das liest sich für mich so, als ob ich diese integrierte Diode> problemlos mit vollen 17A belasten kann. Also als Freilaufdiode für> Relais auf jeden Fall geeignet. Oder irre ich mich?
Als Freilaufdiode ist sie jedoch am falschen Ort bei einer
Relaisschaltung.
Stefan schrieb:> Wie ermittle ich für ein Relais die> Energiemenge, die beim Anschalten entsteht?
Mit dem Widerstand der Relaisspule und der Versorgungsspannung.
Wie Paul schon erwähnt hat, funktioniert das bei einem Relais nicht,
da die Diode parallel zur Last liegen muß. Es reicht aber eine einfache
Diode, also z.B. 1N4001, da die Schaltfrequenz oft nicht sehr hoch ist.
Bei H-Brücken funktioniert es. Es ist aber nicht sinnvoll, weil als
gute Freilaufdioden eignen sich nur schnell schaltende Dioden mit einer
geringen Vorwärtsspannung, also z.B. Schottky-Dioden. Die Body-Dioden
der FETs sind nicht so gut wie Schottky-Dioden, was bedeutet, dass der
FET viel wärmer betrieben wird. Und 1,3V Vorwärtsspannung sind eine
Menge, doppelt so viel wie bei einer halbwegs guten Schottky.
Danke für eure Antworten.
Mir ist allerdings noch nicht klar, warum die Freilaufdiode parallel zur
Relais-Spule liegen muss. Die Z-Diode parallel zum MOSFET würde doch
auch ansprechen, sobald die D-S Spannung zu groß wird. Dann wird die
Energie auf die Abblockkondensatoren der Stromversorgung abgeleitet. Die
müssen natürlich groß genug sein.
Was wäre daran so falsch?
Wegen der Vorwärtsspannung und Energie: Mir ist klar, dass die Diode in
PWM Anwendungen nicht geeignet ist. Relais schaltet man typischerweise
verhältnismäßig selten um, deswegen reicht ja auch eine popelige 1N4148
als Freilaufdiode. Da kann die Energiemenge ja nicht allzu hoch sein.
Ich kann mir kaum vorstellen, dass das bisschen Energie einen
Poer-MOSFET nennenswert aufheizt.
>> Wie ermittle ich für ein Relais die>> Energiemenge, die beim Anschalten entsteht?>Mit dem Widerstand der Relaisspule und der Versorgungsspannung.
Kannst Du das bitte vertiefen oder mir einen Link zu entsprechendem
Lesestoff geben? Ich stelle mir vor, ich suche mir irgendein Relais aus
dem Conrad Katalog aus und möchte nun berechnen, wieviel Energie beim
Abschalten freigesetzt wird.
Irgendwo habe ich gelesen, dass das typischerweise weniger als ein mJ
ist, also gaaaanz weit unter dem Grenzwert des Transistos.
Stefan schrieb:>>> Wie ermittle ich für ein Relais die>>> Energiemenge, die beim Anschalten entsteht?>>>Mit dem Widerstand der Relaisspule und der Versorgungsspannung.
Du hast beim Anschalten geschrieben, darauf bezog sich mein Eintrag ;-)
Bei Ausschaltmoment muss die Freilaufdiode den genau gleichen Strom
verkraften, wie das Relais angezogen braucht. Der Strom fliesst einfach
weiter und klingt dann ab vereinfacht gesagt.
Die genaue Dauer kann ich dir jetzt aber nicht berechnen.
Als Beispiel mal das Prinzip des Stromflusses (hier jedoch mit einem
ULN).
Stefan schrieb:> Mir ist allerdings noch nicht klar, warum die Freilaufdiode parallel zur> Relais-Spule liegen muss. Die Z-Diode parallel zum MOSFET würde doch> auch ansprechen, sobald die D-S Spannung zu groß wird.
Klar eine Z-Diode würde das.
Aber die parasitäre Diode im MOSFET ist ja keine solche.
> Dann wird die> Energie auf die Abblockkondensatoren der Stromversorgung abgeleitet.
Nur ein Bruchteil der Energie. Die meiste Spannung fällt ja an der
Z-Diode ab. Und am Relais auch noch was. OK, besser als mit Freilauf-
diode parallel zum Relais ist es allemal, denn da wird wirklich alles
verheizt. Wobei der Sinn der Freilaufdiode nicht primär im Energiesparen
besteht, sondern darin das Schaltglied (hier den MOSFET) vor Zerstörung
durch die Induktionsspannung zu schützen.
Stefan schrieb:> Wie ermittle ich für ein Relais die> Energiemenge, die beim Anschalten entsteht?
Ich nehme an du meinst beim Abschalten. Aus dem Strom und der
Induktivität der Relaisspule. Die Formel ist E-Technik Basiswissen.
XL
Hai!
> Bei Ausschaltmoment muss die Freilaufdiode den genau gleichen> Strom verkraften, wie das Relais angezogen braucht. Der Strom> fliesst einfach weiter und klingt dann ab vereinfacht gesagt.
Richtig. Und die Energie ist W = 1/2 L I^2.
Die Formel ist nur nutzlos, weil man L nicht kennt.
> Die genaue Dauer kann ich dir jetzt aber nicht berechnen.
Koennte man messen. Aber wer will fuer ein simples Relais so
einen Aufriss machen?
Grusz,
Rainer
Hai!
Stefan schrieb:> Ich stelle mir vor, ich suche mir irgendein Relais> aus dem Conrad Katalog aus und möchte nun berechnen,> wieviel Energie beim Abschalten freigesetzt wird.
Nee, das geht so nicht. Man kennt i.d.R. die Induktivitaet
(also richtig in mH) nicht.
Auszerdem sind normalerweise bewegliche Teile im Magnetkreis,
ein bewegliches Joch etwa oder ein Klappanker. Daher aendert
sich die Induktivitaet stromabhaengig, das wird also ein
nichtlineares Problem.
> Irgendwo habe ich gelesen, dass das typischerweise weniger> als ein mJ ist,
Wird wohl etwas von der Art des Relais abhaengen.
> also gaaaanz weit unter dem Grenzwert des Transistos.
Wieso "des Transistors"? Die Magnetierungsenergie wird in der
Freilaufdiode und in der Relaisspule selbst verfeuert.
Grusz,
Rainer
