Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Brückengleichrichter Charakteristik


von McDonald J. (mcdonald_j)


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Hallo

Ich bin auf der Suche nach einem Brückengleichrichter. Dieser muss 5A 
RMS und min. 40V aushalten. Ich versuche herauszufinden obs sowas in 
vernünftiger Grösse ohne Kühlkörperzwang gibt. Dabei bin ich mehrmals 
über die obige Kennlinie gestolpert. z.B.
http://www.farnell.com/datasheets/1662185.pdf
(Figure 1)

Sagt die aus welcher Strom bei einer bestimmten Gehäusetemperatur 
zugelassen ist? Macht keinen Sinn... kann mir da jemand helfen?

von Udo S. (urschmitt)


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Bei einem normalen Brückengleichrichter fallen fast 2V ab. Das macht bei 
5A fast 10W Verlustleistung.
Entweder aus Schottky Dioden sich den Gleichrichter selbst bauen, das 
spart schon knapp die Hälfte der Verlustleistung. (z.B. SB560, die hat 
aber typ. auch schon 0,5V Forwardspannung bei 5A)
Oder aber aktive Gleichrichter, ist aber deutlich mehr Aufwand.

McDonald J. schrieb:
> Sagt die aus welcher Strom bei einer bestimmten Gehäusetemperatur
> zugelassen ist? Macht keinen Sinn... kann mir da jemand helfen?

Natürlich nicht, keiner weiss wie gut dein Aufbau Wärme abführen kann. 
Die Verlustleistung muss halt weggeschafft werden, Physik lässt sich 
nicht überlisten.

: Bearbeitet durch User
von McDonald J. (mcdonald_j)


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Danke für den Tipp, wahrscheinlich werde ich wirklich auf einen 
diskreten Aufbau mit Dioden ausweichen. Aber vorerst geht es mir hier 
mehr um eine Erklärung zur Angehängten Grafik als um eine Praktische 
Lösung.

von Udo S. (urschmitt)


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Das Diagramm zeigt nur den maximal erlaubten Strom bei gegebener 
Gehäusetemperatur. Das hängt einfach mit dem thermischen Widerstand 
zwischen Chip und Gehäuse zusammen.
Wird das Gehäuse zu warm, sinkt der maximal erlaubte Strom.
Überschreitest du den Maximalstrom, kann die Wärme nicht mehr abgeführt 
werden und der Gleichrichter stirbt den Hitzetod.

Und wenn du das Gehäuse nicht kühlst wird das sehr schnell zu warm.

von Helmut -. (dc3yc)


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Wer lesen kann, ist klar im Vorteil: Output Current (Ausgangsstrom) vs. 
Case Temperature (Gehäusetemperatur) sagt aus, welchen Strom der 
Gleichrichter bei welcher Gehäusetemperatur kann. Was ist daran unklar?

von McDonald J. (mcdonald_j)


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Ok, danke schön. Hatte mir das auch schon so überlegt, aber war mir 
nicht sicher ob mein Gedankengang richtig war. :D

Helmut -dc3yc schrieb:
> Was ist daran unklar?

Mir ist nach wie vor unklar was ich nun aus dieser Grafik herauslesen 
soll. Lässt sich damit ein Rückschluss auf den benötigten Kühlkörper 
fällen? Oder ist die einfach mal so zum angucken da?

von Andrew T. (marsufant)


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McDonald J. schrieb:

>
> Helmut -dc3yc schrieb:
>> Was ist daran unklar?
>
> Mir ist nach wie vor unklar was ich nun aus dieser Grafik herauslesen
> soll. Lässt sich damit ein Rückschluss auf den benötigten Kühlkörper
> fällen?

Ja, indem du z.b. bei gegebenem Aufbau (Kühlkörpergröße, Gehaüse, 
Belüftungssituation im Gehäuse,..) die Temperatur der Gleichrichters 
unter Last mißt.
Beispiel:
Kommst du bei Deiner Messung z.b. in die Nähe der 100 Grad, weißt du das 
Dein Strom nicht über 10A liegen darf. D.h. falls Du 12A benötigst, mußt 
du besser kühlen.
Falls Du 8 A benötigst, weißt Du das Du Reserve in Deinem (thermishcne) 
Design hast. Usf.

> Oder ist die einfach mal so zum angucken da?

angucken: ja, nur mal so angucken: nein. Man(n) muß halt aus der 
Kennlinie die Schlußfolgerungen ziehen, s. obiges Beispiel.

von McDonald J. (mcdonald_j)


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Wer misst misst mist. Die Grafik kommt mir immer sinnloser vor^^ Man 
will ja wissen ob man einen Kühlkörper braucht bevor man die Ganze 
Schaltung aufgebaut hat.

Aber danke euch für die Hilfe.

von stefan us (Gast)


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> wahrscheinlich werde ich wirklich auf einen diskreten Aufbau mit
> Dioden ausweichen

Das ändert nichts an der Menge Abwärme, die Du ableiten musst. Fertige 
Brückengleichrichter dieser Größenordnung kann man bequem an einen 
Kühlkörper oder Gehäuseblech anschrauben, mit den üblichen einfachen 
Dioden geht das nicht.

von Udo S. (urschmitt)


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McDonald J. schrieb:
> Wer misst misst mist. Die Grafik kommt mir immer sinnloser vor^^

Ist absolut nicht sinnlos.
Sie zeigt dir klar bei welcher Temperatur dein Gleichrichter nie 
überschreiten darf um den entsprechenden Strom noch gleichrichten zu 
können.

Wie du diese Temperatur erreichst ist der nächste Punkt. Der hängt aber 
von soviel Parametern ab (Kühlkörper, Gehäuse, Luftströmung, max. 
Gehäuseinnentemperatur etc) daß er auch nicht näherungsweise berechenbar 
oder in einem Diagramm darstellbar sondern nur abschätzbar ist. Im 
Zweifel muss man messen.

: Bearbeitet durch User
von stefan us (Gast)


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> Lässt sich damit ein Rückschluss auf den benötigten
> Kühlkörper fällen?

Ja.
Nehmen wir mal an, du kauft einen Kühlkörper mit 10K/W und der Strom 
beträgt 5 Ampere.

Die Verlustleistung ergibt sich aus dem Strom und der Verlustspannung, 
die im Datenblatt mit maximal 1,2V angegeben ist. Also 1,2V*5A = 6 Watt.

Der Kühlkörper erzeugt 10 Kelvin pro Watt, als 60 Kelvin - oder auch 60 
Grad (ist ja gleich, weil relativ). Wenn der Raum um den Kühlkörper 
herum maximal 30 Grad hat, und die um 60 Grad erhöht wird, kommst Du auf 
90 Grad.

Und jetzt kommt das Diagramm: Du schaust nach, ob dieser Punkt (90 Grad 
/ 5 Ampere) noch unterhalb der eingezeichneten Grenzlinie liegt. Ja, das 
ist der Fall.

Also reicht dieser Kühlkörper aus.

Berücksichtige, dass die Luft um den Kühlkörper herum von dem 
Gleichrichter erwärmt wird. Die obige Rechnung stimmt nur in Kombination 
mit guter Luft-Zirkulation (also Lüfter). Wenn Du den Kühlkörper wie 
üblich einfach nur an ein Gehäuse außen dran schraubst, wirkt er 
schlechter. Zum einen, weil Du dadurch die ganze Rückseite des 
Kühlkörper abgedeckt hast und zum anderen, weil die Luft drumherum 
wärmer wird. Da würde ich schon eher mit 50 Grad Umgebung rechnen.

Also 50 Grad (Umgebung) + 80 Grad (Erwärmung) = 130 Grad. Uns das liegt 
dann genau auf der Grenzline, als nicht mehr empfehlenswert.

von Udo S. (urschmitt)


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McDonald J. schrieb:
> Man
> will ja wissen ob man einen Kühlkörper braucht bevor man die Ganze
> Schaltung aufgebaut hat.

Das sollte die die Angabe Rth(A) oer Rth(JA) (Ambient) dir sagen. Also 
der Wärmewiderstand zur Umgebungsluft ohne Kühlkörper.
Ab der bei einem Gehäuse das zum Anschrauben an einen Kühlkörper gedacht 
ist dabeisteht ist dann die nächste Frage.

von McDonald J. (mcdonald_j)


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Gut ich geb mich geschlagen. Ihr habt mich überzeugt das die Grafik 
nicht sinnlos ist!

Udo Schmitt schrieb:
> Das sollte die die Angabe Rth(A) oer Rth(JA) (Ambient) dir sagen.

Das habe ich auch gesucht, in vielen Datenblättern (Inklusive dem ganz 
oben erwähnten) Ist aber nur die Typical Thermal Resistance mit 
Verwendung eines Kühlkörpers angegeben.

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