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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bis zu welcher Frequenz funktioniert eine 1N5822 im Schaltregler zufriedenstellend?


Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

Ich verwende eine 1N5821 / 1N5822 Schottky - 3 Ampere-Diode in einem 
Schaltregler zu Experimentierzwecken und habe festgestellt, daß im 
Bereich 100...300 kHz sich die Signalform an der Diode nicht nennenwert 
verschlechtert, wenn man bis auf 300 kHz beschleunigt. Es fließt in 
diesem Beispiel ein mittlerer Strom von 1 A bei ca 2A Spitzenstrom und 
die Diode bleibt fast kalt.

Hat jemand einen Erfahrungswert, bis zu welcher Frequenz so eine 
preisgünstige Schottky-Diode einsetzbar ist? Langweilt sie sich bei 300 
kHz noch? Ebenso würde mich dies z.B. für SB120...SB1100, MBR745 oder 
MBR2545 interessieren.

In den Datenblättern ist ja nicht wie bei normalen Dioden eine 
Sperrverzögerungszeit (recovery-time) angegeben.

Hier meint man:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Schottky_diode

"...Schottky diode is the reverse recovery time (trr), when the diode 
switches from the conducting to the non-conducting state. In a p–n 
diode, the reverse recovery time can be in the order of hundreds of 
nanoseconds to less than 100 ns for fast diodes. Schottky diodes do not 
have a recovery time, as there is nothing to recover from (i.e., there 
is no charge carrier depletion region at the junction). The switching 
time is ~100 ps for the small-signal diodes, and up to tens of 
nanoseconds for special high-capacity power diodes. With p–n-junction 
switching, there is also a reverse recovery current, which in high-power 
semiconductors brings increased EMInoise. With Schottky diodes, 
switching is essentially "instantaneous" with only a slight capacitive 
loading, which is much less of a concern.

: the high speed of the diode means that the circuit can operate at 
frequencies in the range 200 kHz to 2 MHz, allowing the use of 
small inductors and capacitors with greater efficiency than would be 
possible with other diode types. Small-area Schottky diodes are the 
heart of RF detectors and mixers, which often operate at frequencies up 
to 50 GHz."

Schon mal danke fürs Lesen und Antworten.

Mit freundlichem Gruß

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Christian S. schrieb:
> Ich verwende eine 1N5821 / 1N5822 Schottky - 3 Ampere-Diode in einem
> Schaltregler zu Experimentierzwecken und habe festgestellt, daß im
> Bereich 100...300 kHz sich die Signalform an der Diode nicht nennenwert
> verschlechtert, wenn man bis auf 300 kHz beschleunigt. Es fließt in
> diesem Beispiel ein mittlerer Strom von 1 A bei ca 2A Spitzenstrom und
> die Diode bleibt fast kalt.
>
> Hat jemand einen Erfahrungswert, bis zu welcher Frequenz so eine
> preisgünstige Schottky-Diode einsetzbar ist? Langweilt sie sich bei 300
> kHz noch?

Ja, das ist immer das Problem der Datenblätter. Oft hilft da nur zu 
schauen was die Halbleiterhersteller selber in ihren Beispielschaltungen 
verwenden.

Ansonsten könnte LTspice helfen, soweit man dann die Modelle hat. Im 
jetzigen LTspiceXVII (17) sind die 1N5817 - 1N5819 enthalten. Die MBR745 
ist ebenfalls enthalten.

mfg klaus

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
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Christian S. schrieb:
> Hat jemand einen Erfahrungswert, bis zu welcher Frequenz so eine
> preisgünstige Schottky-Diode einsetzbar ist? Langweilt sie sich bei 300
> kHz noch? Ebenso würde mich dies z.B. für SB120...SB1100, MBR745 oder
> MBR2545 interessieren.
>
> In den Datenblättern ist ja nicht wie bei normalen Dioden eine
> Sperrverzögerungszeit (recovery-time) angegeben.

Ja. Und die Wikipedia erklärt ja auch, warum. Die Umschaltzeit vom Leit- 
in den Sperrzustand ist für Schottky-Dioden sehr kurz. Maximal niedrige 
zweistellige ns - und das auch nur für richtig fette Klopper für z.B. 
25A, die eine entsprechend große Kapazität haben.

Das Kriterium für die Verwendbarkeit einer Schottky-Diode in einem 
Schaltregler ist also nicht die Sperrerholzeit, sondern eher das 
vergleichsweise schlechte Sperrvermögen, insbesondere bei höheren 
Temperaturen. Und da die Temperatur andererseits von den Durchlaß- 
verlusten (respektive der durch diese ausgelöste Erwärmung) bestimmt 
wird, sind auch Flußspannung und Strom wichtige Kriterien.

Autor: MaWin (Gast)
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Christian S. schrieb:
> Hat jemand einen Erfahrungswert, bis zu welcher Frequenz so eine
> preisgünstige Schottky-Diode einsetzbar ist?

Du hast doch alles zusammengetragen. 1MHz ist jedenfalls noch kein 
Problem. Die Schaltzeit liegt unter 1ns.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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oOoooops, bin schon wieder schlauer...

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

die von Axel angesprochenen Sachverhalte bezüglich der Auswirkung einer 
Schottky-Diode auf den Wirkungsgrad kann man beispielsweise hier
im Vergleich zu Synchrongleichrichtung schön nachlesen. Leider ohne 
vollständiges Schaltbild.

[PDF]Design of a 2.5kW DC/DC Fullbridge Converter.  Seite 46
publications.lib.chalmers.se › fulltext

mit freundlichem Gruß

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