Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltzeit Diode


von Tom (Gast)


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Guten Abend

ich stehe vor der Frage die richtige Diode auszuwählen. Und zwar komme 
ich bei der benötigten Schaltzeit nicht weiter. Die Frequenz von der PWM 
hat 500 Hz. Woher weiss man wie hoch die Schaltzeit der Diode hier sein 
müsste?

Grüße

: Verschoben durch Moderator
von zero t. (Gast)


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42ns

von Jaxoc (Gast)


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Nimm die:
http://www.vishay.com/docs/94034/hfa04sd6.pdf
Die hat bei 25*C max 42ns.

von Tom (Gast)


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Danke Leute.

Aber noch rein aus Interesse, woran erkenne ich welchen Wert die 
Schaltzeit höchstens haben darf?

von Jaxoc (Gast)


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Ich würde sagen <1%.
50Hz sind 20ms. 1% wären also <200ns.

von Antimedial (Gast)


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Dafür gibt es keine einheitliche Formel oder Herangehensweise. Das hängt 
von der Anwendung ab.

von Jaxoc (Gast)


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sorry 500Hz, 2ms, also 20ns. die obige hat 17ns typ und max 42, ist aber 
immer noch ok. Gibt auch viele andere. Schottkys sind superschnell.

von ArnoR (Gast)


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Tom schrieb:
> Danke Leute.
>
> Aber noch rein aus Interesse, woran erkenne ich welchen Wert die
> Schaltzeit höchstens haben darf?

Du hast die Antworten nicht verstanden. Man kann dir auf Grund deiner 
Angaben überhaupt nicht sinnvoll antworten, weil nichtmal klar ist, was 
für eine Last mit der PWM betrieben wird und welche Funktion die Diode 
bei deiner PWM eigentlich haben soll. Eine LED z.B. braucht keine 
Freilaufdiode. Ein Motor dagegen braucht unbedingt eine.

Und Schaltzeit ist hier ein sinnloser Begriff. Die Einschaltzeit ist bei 
allen Dioden sehr klein, die Sperrverzugszeit aber nicht. Doch auf die 
kommt es normalerweise gar nicht an, weil die Diode bei 500Hz "ewig" 
Zeit hat um zu sperren.

von Roland (Gast)


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Tom schrieb:
> Aber noch rein aus Interesse, woran erkenne ich welchen Wert die
> Schaltzeit höchstens haben darf?

die genannte Diode passt für alles
http://de.wikipedia.org/wiki/42_(Antwort)

von Tom (Gast)


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Die Diode soll als Freilaufdiode bei einem MOSFET dienen. Die Last ist 
ein Heizdraht.

von ArnoR (Gast)


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Tom schrieb:
> Die Diode soll als Freilaufdiode bei einem MOSFET dienen. Die Last ist
> ein Heizdraht.

Na fein. Du brauchst keine Diode.

von zero t. (Gast)


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Tom schrieb:
> Die Last ist
> ein Heizdraht.

ArnoR schrieb:
> Du brauchst keine Diode.

Kommt drauf an, ist der Draht gewendelt?

von Tom (Gast)


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Ja der Draht ist um ein Rohr gewickelt

von zero t. (Gast)


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Mal sehen, du hast da also eine Spule die du an und abschaltest. Beim 
Anschalten wird ein Magnetfeld gebildet welches beim Abschalten eine 
Spannung in deiner Spule induziert.
Jetzt kommt es nur noch auf die Stromstärke und die Induktivität deiner 
Spule an. Aus diesen kannst du die Spannungserhöhung errechnen. Im 
schlimmsten Fall steigt die Spannung beim Abschalten so weit das dir der 
FET stirbt. Dann brauchst du eine Freilaufdiode.

Da wir nicht wissen wie hoch der Strom ist und welcher FET verwendet 
wird, kann ich dir das nur so pauschal sagen. Wahrscheinlich brauchst du 
aber wirklich keine Diode.

von Tom (Gast)


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Verwenden werde ich den IRLIZ44N. Der Strom wird wohl so um die 3-4A 
sein. Genau wird sich das aber erst durch ein paar Versuche 
herausstellen.

von Alexander (Gast)


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Tom schrieb:
> Verwenden werde ich den IRLIZ44N. Der Strom wird wohl so um die
> 3-4A

Im Schnitt, effektiv, spitzenwert?

von zero t. (Gast)


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55V ist ne Menge Holz.

btw. Für sowas reicht ein FET im SOT23 Package ;)

von Tom (Gast)


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ich hab ohnehin nur 30V als Spannungsquelle zur Verfügung. Hab von den 
FETs aber noch welche hier rumfliegen daher wollte ich die nehmen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Tom schrieb:
> ich hab ohnehin nur 30V als Spannungsquelle zur Verfügung.

Bei so niedrigen Spannungen kannst du eine Schottky-Diode einsetzen, die
den Vorteil hat, keinen Sperrverzug aufzuweisen.

Tom schrieb:
> Der Strom wird wohl so um die 3-4A sein.

So groß sollte der maximal zulässige Spitzenstrom der Diode mindestens
sein. Der erforderliche maximal zulässiger Dauerstrom hängt von der
Induktivität der Last ab. Bei sehr hoher Induktivität ist 1/4 des
Laststroms anzusetzen, also 1A. Da die Heizwendel aber gemessen an der
niedrigen Schaltfrequenz von 500Hz vermutlich eine sehr geringe
Induktivität hat, reichen auch schon weniger als 1A.

Also nimmst du bspw. eine SB160 (60V, 1A, 40A Spitze, 0,06€) oder eine
1N5819 (40V, 1A, 25A Spitze, 0,04€). Um Schaltzeiten  brauchst du dir
bei beiden keine Gedanken zu machen, auch nicht bei deutlich höheren
Schaltfrequenzen als 500Hz.

von Tom (Gast)


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Das klingt gut, danke. Ich nehme die SB160

von Ulrich (Gast)


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Bei der wohl kleinen Induktivität und dem langsamen PWM wird der Strom 
auch in kurzen Pausen (z.B. 0,1 PWM Wert sind immer noch 2 µs) schon auf 
0 zurückgehen. Da ist die Geschwindigkeit der Freilaufdiode nicht 
wirklich kritisch - weniger als 2 µs wäre schon schön, aber nicht mal 
unbedingt nötig. Es fließt halt auch nur sehr wenig Ladung über die 
Freilaufdiode - und auch bei einer sehr langsamen Diode (z.B. 1N4007) 
fließt höchstens so viel Ladung beim Ausschalten wie zuvor in den 
letzten paar µs zuvor.

Vermutlich würde es mit dem Heizdraht auch noch ohne Diode gehen. Um 
sicher zu gehen wäre eine Freilaufdiode schon besser. Ausreichen würde 
da schon so etwas wie UF4001 - der Strom ist ja nur Pulsweise, und die 
Schaltzeit ist relativ unkritisch. Man muss aber nicht gerade eine 
Wirklich langsame nehmen - die schnelleren sind nicht wesentlich teurer 
oder schlechter.


Der anderer Anhaltspunkt für die Auslegung der Diode wäre die 
Schaltgeschwindigkeit des MOSFETs (mit dem genutzten Treiber). Beim eher 
großen Typ wird das eher langsam sein - stört bei 500 Hz auch nicht.

p.s.:
1% von 2 ms sind immer noch 20 µs.

von ... (Gast)


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Leute, bei einer Freilaufdiode die eine Induktive spannugnsspitze 
anschneiden soll ist die geschwindigkeit völig wurst. beim nächsten 
einschalten des Mosfets wird diese nicht mehr Leiten. Egal wie langsam 
die ist. In einem Heizdraht steckt dazu noch nichmal wirklich energie. 
Das schluckt die Avalance-Capability des Mosfets drei mal weg. wenn die 
Spule Cds über haupt aufladen kann. Um parasitäre Schwingungen zu 
vermindern könnte mann allenfalls über einen Snubber nachdenken.
Großartige E-Techniker seit ihr alle....-.-

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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... schrieb:
> Leute, bei einer Freilaufdiode die eine Induktive spannugnsspitze
> anschneiden soll ist die geschwindigkeit völig wurst. beim nächsten
> einschalten des Mosfets wird diese nicht mehr Leiten. Egal wie langsam
> die ist.

Egal wie kurz der Mosfet ausgeschaltet wird?

Dann frage ich mich, warum die Halbleiterhersteller überhaupt
Entwicklungsaufwand in schnelle PN-Dioden stecken.

Deine Aussage würde ich so – zumindest in dieser Allgemeinheit – nicht
stehen lassen.

Die Sperrverzugszeit der Diode spielt nur dann keine Rolle, wenn
garantiert ist, dass der Strom durch die induktive Last während der
Off-Phase des Mosfets komplett abklingt, d.h. wenn das Tastverhältnis
der PWM nicht beliebig nahe bei 1 liegen kann.

> In einem Heizdraht steckt dazu noch nichmal wirklich energie. Das
> schluckt die Avalance-Capability des Mosfets drei mal weg. wenn die
> Spule Cds über haupt aufladen kann.

Das kann durchaus sein, wir kennen aber die Induktivität der Heizwendel
nicht. Wir können sie nicht einmal grob abschätzen, weil wir weder
Durchmesser noch Windungszahl noch das Material des Rohrs kennen, um das
sie gewickelt ist.

Die wenigen Cent für eine "Angstdiode" sind doch nichts im Vergleich zum
Aufwand, der entsteht, wenn es immer wieder einmal den Mosfet zerreißt.

> Um parasitäre Schwingungen zu vermindern könnte mann allenfalls über
> einen Snubber nachdenken.

Warum sollte man zwei Bauteile verwenden, wenn auch eines ausreicht?
Dioden in der hier benötigten Leistungsklasse kosten heutzutage fast
nichts mehr, der Preis kann also nicht der Grund sein.

> Großartige E-Techniker seit ihr alle....-.-

Danke, Kompliment geht zurück ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Wozu willst du 500Hz verwenden? Damit der Heizdraht (fast) auf h' (B4) 
brummt? Warum nicht unhörbare 10Hz?

von Jobst M. (jobstens-de)


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MaWin schrieb:
> Warum nicht unhörbare 10Hz?

Nur, wenn es eine Sinus-PWM ist ... :-)
Wenn das Ding 'klingt' kann man aber über 25kHz nachdenken.


Gruß

Jobst

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