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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschalten von Schottky Dioden


Autor: ich (Gast)
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Ich möchte für einen Elektromotor (24VDC, 160A) eine Motorsteuerung 
durch PWM realisieren. Dazu brauche ich allerdings eine Freilaufdiode, 
die den Motorstrom aushält. Das man normale Si-Dioden nicht 
parallelschalten kann um den maximalen Strom zu erhöhen weiß ich, aber 
wie sieht das bei Schottky-Dioden aus? Irgendwo meine ich mal gehört zu 
haben, dass diese einen positiven Temperaturkoeffizienten haben, ich bin 
mir aber absolut nicht sicher.
Ist bei einem solchen Strom eine Freilaufdiode eigentlich noch sinnvoll, 
oder sollte ich lieber einen aktiven Gleichrichter mit MOSFETs aufbauen?

Autor: Michael H. (michael_h45)
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ich schrieb:
> wie sieht das bei Schottky-Dioden aus? Irgendwo meine ich mal gehört zu
> haben, dass diese einen positiven Temperaturkoeffizienten haben, ich bin
> mir aber absolut nicht sicher.
Ist auch falsch.
Bei Doppeldioden in einem Gehäuse kann man mit ~133% einer Einzeldiode 
rechnen.

> Ist bei einem solchen Strom eine Freilaufdiode eigentlich noch sinnvoll,
Was sind denn die 160A für eine Angabe? Anlaufstrom oder sowas?
Ich kenn diese Leistungsklasse eher als Drehstromausführungen denn mit 
24V.

Autor: ich (Gast)
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>> wie sieht das bei Schottky-Dioden aus? Irgendwo meine ich mal gehört zu
>> haben, dass diese einen positiven Temperaturkoeffizienten haben, ich bin
>> mir aber absolut nicht sicher.
>Ist auch falsch.
>Bei Doppeldioden in einem Gehäuse kann man mit ~133% einer Einzeldiode
>rechnen.

In dem Fall werde ich das lassen und muss mir wohl eine Diode suchen, 
die 160A aushält. Kennt jemand gerade eine passende?

Die 160A sind übrigens der Nennstrom des Motors.

Autor: Jens G. (jensig)
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Im Grunde kann man gar keine Diode parallelschalten, denn alle haben 
meines Wissens einen negativen Temp.-Koeffizienten. Das gilt für Si und 
Ge-Dioden, Schottkys, LED's, ...
Ein dicker Mosfet macht da schon Sinn (oder mehrere parallel, wenn 
nötig)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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ich schrieb:
> Dazu brauche ich allerdings eine Freilaufdiode,
> die den Motorstrom aushält.
Überleg dir mal genau, wieviel Leistung die Diode tatsächlich 
abbekommt. Wenn deine PWM 100% hat (=max. Motorstrom) fließt 
lustigerweise überhaupt kein Strom durch die Diode, weil der Transistor 
dauernd ein ist.

Ansonsten mußt du eigentlich mit einem Pulsstrom rechnen. In den 
Datenblättern werden evtl. solche Werte für gepulste Ströme angegeben.

Autor: HildeK (Gast)
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Für eine Freilaufdiode muss ja nicht unbedingt der Spannungsabfall auf 
die Diodenflussspannung begrenzt werden, sondern es muss nur 
sichergestellt sein, dass die auftretende Spannung nicht den schaltenden 
Transistor zerstört.
Wenn du z.B. 0.1 Ohm jeder Diode in Serie schaltest, dann wären das bei 
zwei Dioden parallel rund 8V über den Widerständen und das ist weit 
mehr, als zur Symmetrierung benötigt wird. Der Schalttransistor wird 
diese 8V (+ Flussspannung Diode) doch locker aushalten.

Autor: mhh (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Im Grunde kann man gar keine Diode parallelschalten, denn alle haben
> meines Wissens einen negativen Temp.-Koeffizienten. Das gilt für Si und
> Ge-Dioden, Schottkys, LED's, ...

Da hast Du wohl recht, allerdings steigt die Flussspannung abhängig vom 
Strom stärker als sie durch höhere Temperatur absinkt. Im Gegensatz zum 
Mosfet funktioniert das mit Gleichrichtern (hier gibt es keine anhängige 
Steuerspannung wie bei Transistoren). 150% bei 2 parallelen Dioden geht 
problemlos.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Steuerspannung wie bei Transistoren). 150% bei 2 parallelen Dioden geht
>problemlos.

Naja, paar % kann man damit schon mehr schalten (deswegen schrieb ich 
"eigentlich"). Aber schon in diesem Thread redet der eine von 133%, Du 
von 150% - je nachdem, wie beide Dioden matchen in der Flußspannung kann 
beides richtig sein. Wenn's ne Doppeldiode ist, hat man noch die besten 
Chancen, schon allein wegen der guten thermischen Kopplung, und weil die 
sicherlich relativ gut übereinstimmen.
Aber generell tendiere ich dazu, das  it einer Single Diode zu 
erschlagen, wenn möglich.

Autor: mhh (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Aber generell tendiere ich dazu, das  it einer Single Diode zu
> erschlagen, wenn möglich.

Ist die saubere Lösung und das beste.

Jens G. schrieb:
> Du
> von 150% - je nachdem, wie beide Dioden matchen in der Flußspannung kann
> beides richtig sein.

200 % wär es ja bei identischen Dioden, die es nicht gibt. Die 150% 
funktionieren auch, wenn beide nicht in einem Gehäuse sitzen. Sollten 
günstigerweise vom selben Hersteller und Charge sein.

Autor: Stephan (Gast)
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ich schrieb:
> Die 160A sind übrigens der Nennstrom des Motors.

Ist doch gar nicht so wild.
Die höchste Belastung hat die Diode bei 80A mittlerem Motorstrom und 50% 
Einschaltdauer. Macht 40A mittleren Strom.

Zwei MBR4050 (4 Einzeldioden) werden das mit ein wenig Symmetrierung 
ohne weiteres schaffen.
Als Symmetrierung reichen ca. 0,2V/(zul. Dauerstrom je Einzeldiode). 
Hier also 10mOhm, solang du an anderer Stelle nicht Unsymmetrie rein 
bringst.

Autor: eProfi (Gast)
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Ich schlage vor, mach es gleich richtig: Schottky + aktive 
Gleichrichtung, also 2 FETs (Halbbrücke).
Schottky wegen der schlechten Reverse Recovery der intrinsic Dioden.

Die Wahl der richtigen Totzeit wirkt sich stark auf den erreichbaren 
Wirkungsgrad aus.

Stephan:
> Ist doch gar nicht so wild.
> Die höchste Belastung hat die Diode bei 80A mittlerem Motorstrom
> und 50% Einschaltdauer. Macht 40A mittleren Strom.

Ein Motor ist aber kein ohmscher linearer Verbraucher.
Der Strom ist proportional zum Drehmoment und kann auch bei 50% PWM 
locker 160A  sein.

Stromflusswinkel und resultierende Verlustleistung beachten.


160A ist der NENNstrom, da muss man  -je nach Anwendung-  kräftig 
überdimensionieren. Mit TO220 würde ich mich hier nicht beschäftigen.


Wenn Du unbedingt mit mehreren parallelen Bauteilen arbeiten willst:
Achte auf die mechanische und elektrische Anordnung, damit alle (FETs 
und Dioden) trotz der unterschiedlichen Entfernung (Leitungsimpedanz) 
den gleichen Strom abbekommen:

falsch (die rechten Bauteile bekommen den meisten Strom ab):
            --------------------------------------------------
            DIO   DIO   DIO   DIO   DIO   DIO                |
            ---------------------------------------- Motor ----- Vcc
            FET   FET   FET   FET   FET   FET
            ---------------------------------------------------- Gnd

richtig:
         -----------------------------------------------------
         |                                                   |
         ------------------------------------                |
            DIO   DIO   DIO   DIO   DIO   DIO                |
            ---------------------------------------- Motor ----- Vcc
            FET   FET   FET   FET   FET   FET
Gnd  ----------------------------------------
                            |
                            |
                          Gnd der FET-Treiber (in der Mitte)

DIO = Schottky + FET
So hat jedes der parallelen Leistungsbauteil die exakt gleiche 
Kabellänge.


Es gab zu diesem Thema schon unzählige lesenswerte Beiträge (z.B. GoCart 
von Axel Rühl).
Viel Erfolg!

Autor: Stephan (Gast)
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eProfi schrieb:
> Ein Motor ist aber kein ohmscher linearer Verbraucher.
> Der Strom ist proportional zum Drehmoment und kann auch bei 50% PWM
> locker 160A  sein.

Schon klar. Ist halt die Frage wie lange der Motor in dem Bereich 
bleibt.

Für optimalen Wirkungsgrad, kleine Kühlkörper, etc. ist die aktive 
Gleichrichtung definitiv das Mittel der Wahl.
Um das ganze gelegentlich oder zum Ausprobieren hinzubekommen würde ich 
aber erstmal mit ein paar Dioden starten. Ein zusätzlicher Faktor 2-3 
schadet sicher nicht und kost auch nicht die Welt.

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