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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tod von Dioden bei DC/DC Wandler


Autor: Michael W. (armeinsteiger)
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Ich habe eine Mittelpunkt Zwei-Weg Gleichrichterschaltung in einem 
ungeregelten Vollbrücken Durchflusswandler:

Usec = 2x48V
Uprim = 48V

Diode: 2xMURS-160 (SMD)

f=500kHz

Bei 15W ohmscher (Voll-Last) brennen die Dioden nach einer Zeit zwischen 
5min und 2 Stunden plötzlich ab. Nach ca 15 min sollte der 
Erwärmungsprozess ja abgeschlossen sein, weswegen ich hier auf einen 
eher "spontanen" Effekt tippe. Die Dioden werden bis zu ihrem Tod auch 
nicht spürbar warm und die Schaltung performt recht gut.

Mit bedrahteten Dioden BYV27-200 (nur zum Testen) tritt der Effekt nicht 
auf.

Was kann das sein? Die Überschwinger der Sperrspannungen, gemessen 
mittels Oszilloskop erreichen in beiden Fällen kurz ca. 150V. Die 
MURS-160 sollte bis 600V gehen, also ausreichend Reserve haben.


Danke !

Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Ich tippe darauf, dass R34 defekt ist. Das kann dann zu 
HF-Rückkopplungen führen, die man mit dem Multimeter nicht herausmessen 
kann. Dann bekommen die Dioden halt zu viel Strom.

Autor: Michael W. (armeinsteiger)
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???

Autor: Dietrich L. (dietrichl)
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Michael W. schrieb:
> ???
Ich vermute, Martin möchte den Schaltplan sehen, aber auch das Layout 
wäre nicht schlecht.

Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Dietrich L. schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> ???
> Ich vermute, Martin möchte den Schaltplan sehen, aber auch das Layout
> wäre nicht schlecht.

Gut geraten! :)

Aber eigentlich braucht man den gar nicht.

SMD-Diode: Continous forward current von 1A
THT-Diode: Continous forward current von 2A

Da der TO nichtmal gesagt hat, wieviel Strom denn da fließt, gehe ich 
davon aus, dass er schlichtweg zu hoch für die SMD-Diode ist und deshalb 
die THT-Diode überlebt.

Was den peak current angeht lässt sich ohnehin keine Aussage treffen, da 
dafür so ziemlich alle notwendigen Angaben fehlen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Michael W. schrieb:
> Was kann das sein?

Du sitzt mit Schaltplan und Messtechnik vor der realen Schaltung und 
weißt nicht weiter und uns wirfst du sowas hin:

Michael W. schrieb:
> ungeregelten Vollbrücken Durchflusswandler:
>
> Usec = 2x48V
> Uprim = 48V
>
> Diode: 2xMURS-160 (SMD)
>
> f=500kHz
>
> Bei 15W ohmscher (Voll-Last)

und erwartest die Lösung für dein Problem? Ohje...

Martin S. schrieb:
> Aber eigentlich braucht man den gar nicht.

Doch, den braucht man:

> SMD-Diode: Continous forward current von 1A
> THT-Diode: Continous forward current von 2A

> Da der TO nichtmal gesagt hat, wieviel Strom denn da fließt, gehe ich
> davon aus, dass er schlichtweg zu hoch für die SMD-Diode ist und deshalb
> die THT-Diode überlebt.

Das ist nicht der Punkt, denn die Dioden erwärmen sich ja angeblich 
nicht.

> Was den peak current angeht lässt sich ohnehin keine Aussage treffen, da
> dafür so ziemlich alle notwendigen Angaben fehlen.

Genau dafür (u.a.) würde man den brauchen.

Autor: Stampede (Gast)
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Das Problem wird eher nicht der Strom sein. Ich sehe zum einen kritisch, 
dass mit der hohen Schaltfrequenz zum einen die Verluste in der Diode 
ansteigen. Das andere ist die Streuinduktivität des Trafos, diese bildet 
mit der Kapazität der Dioden einen Schwingkreis. Dieser ist i.A. sehr 
schlecht bedämpft, sodass da sehr hohe Spannungsspitzen entstehen 
können. Lösung wäre ein Snubber.

Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Stampede schrieb:
> Lösung wäre ein Snubber.

War auch eine Idee von mir. Entweder fehlt der Schnabber, oder er ist 
abgeraucht (passiert auch gerne mal, weil viele Entwickler gerne die 
enorme Leistung unterschätzen, die da entstehen kann). Bei Widerständen 
(in der Leistungsklasse um 5W oder noch mehr können dann hier durchaus 
Metalloxid oder Zementwiderstände verbaut sein, denen man nicht 
zwangsläufig ansieht, dass sie hinüber sind.

Aber wie gesagt - der TO hat scheinbar kein Interesse an einer 
Problemlösung, sonst hätte er sich hier längst gemeldet und endlich mal 
anständige Angaben gemacht.

Ist ja auch nicht so wild. Ist ja kein Problem, wenn andere Leute ihre 
Zeit opfen, um zu helfen, und man sie dann in der Luft hängen lässt 
GRML

Autor: Michael W. (armeinsteiger)
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wir haben das Problem gelöst.

Martin S. schrieb:
> Stampede schrieb:
>> Lösung wäre ein Snubber.

der ist von Haus aus drin. Wir haben Überschwinger an der Diode von etwa 
130V, die aber gut gedämpft sind.

Martin S. schrieb:
> Aber wie gesagt - der TO hat scheinbar kein Interesse an einer
> Problemlösung, sonst hätte er sich hier längst gemeldet und endlich mal
> anständige Angaben gemacht.

ist halt die Frage was man unter anständig versteht.

Ich hatte übrigens kein Interesse an einer kompletten Problemlösung, 
sondern erlaubte mir zu fragen, was der Grund des Problems denn 
prinzipiell überhaupt sein kann. Es hätte ja durchaus der Fall sein 
können, dass jemand so einen Effekt schon beobachtet hat und 
diesbezüglich Erfahrung besitzt. Ich hätte kein Problem damit gehabt, in 
Nachhinein die fehlenden Informationen bereitzustellen. Aber dass man 
von allen Seiten angepöbelt wird nur weil man nicht gleich den 
Schaltplan + Layout offenlegt (es ist immerhin eine vertrauliche 
Firmenentwicklung) finde ich schon sehr befremdlich. Obwohl dieses Forum 
aus meiner Sicht fachlich Top ist, werde ich deshalb keine Frage mehr 
posten. Damit ist beiden seiten gedient: Ihr müsst euch nicht mit dummen 
Fragen beschäftigen und ich muss keine Prügel einstecken.

: Bearbeitet durch User
Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Michael W. schrieb:
> wir haben das Problem gelöst.

Und was war das Problem?

> Martin S. schrieb:
>> Stampede schrieb:
>>> Lösung wäre ein Snubber.
>
> der ist von Haus aus drin. Wir haben Überschwinger an der Diode von etwa
> 130V, die aber gut gedämpft sind.

Und hat der Snubber denn gereicht?

> Martin S. schrieb:
>> Aber wie gesagt - der TO hat scheinbar kein Interesse an einer
>> Problemlösung, sonst hätte er sich hier längst gemeldet und endlich mal
>> anständige Angaben gemacht.
>
> ist halt die Frage was man unter anständig versteht.

"Anständig" bedeutet, dass man nicht irgendwelche Pauschalfragen in den 
Raum stellt, ernsthaft an einer Lösung interessierte Mitnutzer in der 
Luft hängen lässt, indem man wichtige Informationen vorenthält, und dann 
des rätsels Lösung für sich behält.

> Ich hatte übrigens kein Interesse an einer kompletten Problemlösung,
> sondern erlaubte mir zu fragen, was der Grund des Problems denn
> prinzipiell überhaupt sein kann. Es hätte ja durchaus der Fall sein
> können, dass jemand so einen Effekt schon beobachtet hat und
> diesbezüglich Erfahrung besitzt.

Ja, Erfahrung haben hier viele mit vielem. Nur was bringt das? Man hätte 
Dir den Tieze auf den Tisch donnern können - das hätte dann ungefähr den 
gleichen Wert gehabt, hätte aber wohl 99,999% aller möglichen Fragen 
beantwortet.

> Ich hätte kein Problem damit gehabt, in
> Nachhinein die fehlenden Informationen bereitzustellen.

Nicht nachher, sondern VORHER! Im Nachhinein bringt das gar nichts!

> Aber dass man
> von allen Seiten angepöbelt wird nur weil man nicht gleich den
> Schaltplan + Layout offenlegt (es ist immerhin eine vertrauliche
> Firmenentwicklung) finde ich schon sehr befremdlich.

Was ist daran denn bitte befremdlich? Gehst Du zum Anwalt weil Du 
verklagt wirst, verlierst Deinen Prozess und rückst dann Nachher mit 
prozessrelevanten Fakten raus? Auf diese unsinnige Idee würde doch kein 
Mensch kommen... Und wenn das "vertraulich" ist, dann hättest Du das 
auch von Anfang an sagen können!

> Obwohl dieses Forum
> aus meiner Sicht fachlich Top ist, werde ich deshalb keine Frage mehr
> posten.

Besser ist es, wenn es sonst bedeuten würde, dass man noch mehr 
rätselraten veranstalten muss.

Entschuldige bitte meine empfindliche Reaktion, aber scheinbar ist es 
inzwischen hier in Mode gekommen, halbe Fragen zu stellen.

Das ist extrem ärgerlich für alle, die ernsthaft helfen wollen!

Autor: Michael W. (armeinsteiger)
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Martin S. schrieb:
> "Anständig" bedeutet, dass man nicht irgendwelche Pauschalfragen in den
> Raum stellt, ernsthaft an einer Lösung interessierte Mitnutzer in der
> Luft hängen lässt, indem man wichtige Informationen vorenthält, und dann
> des Rätsels Lösung für sich behält.

es ist mir jetzt im Nachhinein eigentlich egal, aber ich habe angegeben:

* die Topologie der Schaltung
* die unmittelbar betroffenen Bauteile
* Die Betriebsdaten (d.h. Spannungen, mittlerer Diodenstrom)

und ich habe gesagt, dass es Überschwinger von etwa 150V gibt, die stark 
gedämpft sind.

Das sind einmal wichtige Informationen; eine Pauschalfrage wäre gewesen:

"ich habe einen DC DC Konverter wo eine Diode abbrennt - bitte um Hilfe, 
was kann das sein?"

Autor: Stampede (Gast)
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Michael W. schrieb:
> wir haben das Problem gelöst.

Und woran hat et jelegen?

Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Stampede schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> wir haben das Problem gelöst.
>
> Und woran hat et jelegen?

Wird er nicht mehr sagen. Entweder, weil er es nicht gelöst hat, oder 
weil es vielleicht doch notwendig gewesen wäre, alle Rahmendaten zu 
nennen?! ...

Autor: Inkognito (Gast)
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Michael W. schrieb:
> Aber dass man
> von allen Seiten angepöbelt wird nur weil man nicht gleich den
> Schaltplan + Layout offenlegt (es ist immerhin eine vertrauliche
> Firmenentwicklung) finde ich schon sehr befremdlich. Obwohl dieses Forum
> aus meiner Sicht fachlich Top ist, werde ich deshalb keine Frage mehr
> posten. Damit ist beiden seiten gedient: Ihr müsst euch nicht mit dummen
> Fragen beschäftigen und ich muss keine Prügel einstecken.

Sicher kann hier jeder Fragen stellen, denn es gibt da praktisch keine
Vorbehalte. Wenn allerdings aus betrieblichen Gründen Leute Probleme
gelöst bekommen und die Lösung für die Firma Gewinnbringend ist,
bekommt das Forum, zumindest denke ich so, einen faden Beigeschmack,
denn für das abgeschöpfte Know-Now wird hier keiner bezahlt, nicht mal
zum Mindestlohn. Wenn das Abschöpfen jeder machen würde, würden sich
da einige schnell ganz schön Gesund stoßen und das auf Kosten anderer.
Als Qualifizierter hat man immer das Problem, dass es Leute gibt, die
eben weniger drauf haben und man die Gefahr läuft, dass ständig einer
kommt der was gemacht oder repariert haben möchte. Zunächst mal kein
Problem, wenn man helfen kann, aber was bekommt man dann als
Gegenleistung? Ein Dankeschön wäre ja schon mal nicht schlecht, aber
wie die menschliche Natur so ist, verliert diese Geste schnell an
Gewicht, so das man sich auf die eigentlichen Werte besinnt und dann
lieber seine Hand auf hält. Machen andere nämlich auch und ausreichend
Mittel haben da die wenigsten. So mancher Wohlstand ist nur auf der
Ausbeutung anderer gegründet und dem muss man halt ab einem bestimmten
Punkt Einhalt gebieten.

Also beschwere dich nicht über Zustände die du zumindest selbst 
herbeigeführt hast. Fehlende Mitwirkung und Kenntnisse können
nie als Entschuldigung gelten. In dem Fall ist gewerblich ein
Forum zu Nutzen zumindest recht grenzwertig und wohl nachvollziehbar
für den Stress den du hier erlebt hast. ;-b

Autor: Michael W. (armeinsteiger)
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Wer diesen Beitrag liest, wird schnell feststellen, dass es von Anfang 
an nur zynische bzw. abwertende Äußerungen als Antworten gab. Sogar der 
erste Beantworter konnte sich nicht zurückhalten, seinen gut gemeinten 
Ratschlag am Ende noch mit etwas Sarkasmus zu dekorieren.

Ich wollte erstens keine Lösung, sondern einen Tipp, weshalb eine Diode 
überhaupt grundsätzlich abbrennen kann - losgelöst von irgendeiner 
Schaltung, um die ich mich ja dann selbst kümmern kann. Z.B: Natürlich 
habe ich den Strom gemessen (mittels Oszilloskop), und wenn die 
Grenzdaten der Diode überschritten worden wären, hätte ich wohl kaum 
hier nachgefragt...

Und zweitens macht es keinen Spaß, für Dinge, die man als Fragender 
eigentlich gut gemeint hat, NUR blöd von dem am Thron sitzenden Experten 
angemacht zu werden.

Hätte mir jemand geantwortet: "so kann man das nicht sagen, es kann 
dieses oder jenes sein, ...könntest du evtl die Schaltung oder ein 
Oszilloskop Bild hochladen" wäre dieser Thread komplett anders 
verlaufen.

Auch wenn ich hier nur der Fragende bin, möchte ich mich deswegen nicht 
abwertend behandeln lassen. Deshalb auch mein Desinteresse an jeder 
weiteren Diskussion.

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Autor: Dieter Werner (dds5)
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Nun, es gibt einige Möglichkeiten warum Dioden ausfallen können.

1. Durchbruch der Sperrschicht durch zu hohe (Sperr-)Spannung, z.B. auch 
ESD
2. Durchlegieren der Sperrschicht durch zu hohe Temperatur infolge zu 
hohen Stroms
3. Zu starke Erwärmung von außen
4. Zu starke Erwärmung wegen hohen Sperrstromes durch zu lange 
Sperrverzugszeit
5. Mechanische Beschädigung durch zu hohe Kräfte

Vielleicht kriegt man Dioden auch durch zu hohe elektrische oder 
magnetische Feldstärken kaputt.

Nach der Beschreibung im Eröffnungsbeitrag kann keine der hier genannten 
Möglichkeiten zutreffen.
Deshalb wurde versucht, durch mehr oder weniger taugliche Beiträge, 
weitere Informationen über mögliche schädliche Einflüsse zu bekommen. 
Wenn dann nichts brauchbares herauskommt schießen eben die Spekulationen 
ins Kraut und der Umgangston wird rauer.

: Bearbeitet durch User
Autor: Inkognito (Gast)
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Michael W. schrieb:
> Hätte mir jemand geantwortet: "so kann man das nicht sagen, es kann
> dieses oder jenes sein, ...könntest du evtl die Schaltung oder ein
> Oszilloskop Bild hochladen" wäre dieser Thread komplett anders
> verlaufen.

Es ist in der heutigen Zeit nicht mehr üblich auf fremden Terrain
sich erst mal vorzustellen und die Beweggründe für sein Anliegen
vorzulegen. Mag auch etwas antiquiert sein, hat aber von den Umgangs-
formen durchaus seinen Sinn, wenn man etwas haben möchte oder erreichen 
will. Jeder glaubt hier, jeder müsste sofort und auf voller Höhe nach 
seiner Pfeife zu tanzen, aber das ist eine Fehleinschätzung.
Dabei wird dann immer gern so eine Nebensächlichkeit wie Verantwortung,
sowohl für die Richtigkeit der Antwort und evtl. Bedenken, wenn man sich
nicht so sicher ist, übersehen.

> Auch wenn ich hier nur der Fragende bin, möchte ich mich deswegen nicht
> abwertend behandeln lassen. Deshalb auch mein Desinteresse an jeder
> weiteren Diskussion.

Sicherlich nicht, aber dann muss man auch ein paar unattraktive Regeln
beachten und einem Antwortenden das Gefühl geben, dass er mehr ist,
als nur jemand der einem einen Tipp gibt.

Beispiel wäre gewesen: Ich bin der Michael W., bin X Jahre alt,
von Beruf dies und mache das und bin mit mit einem beruflichen
Problem beschäftigt und weiß nicht weiter(keine Schande).
Dann käme dein Problem.
Den Namen von deinem Arbeitgeber kannst du natürlich für dich
behalten, neben weiteren anderen Informationen, aber nicht durch 
schweigen, sondern durch eine geeignete Gesprächsführung.
Das du keine Schaltpläne wegen Geheimhaltung anbieten kannst,
hättest du, sofern es zeitlich machbar war, dass sofort verneinen
können, statt die Anfrage einfach zu ignorieren (grober Fehler).
Das merken nämlich die User und fühlen sich dann unbeachtet und
so nimmt das Verhängnis dann schnell seinen Lauf, wenn man da nicht
gegen steuert.
Das ein Bauteil oder eine Schaltung, die aus einer Herstellerapplikation
nach gebaut wurde, noch kein Betriebsgeheimnis da stellt, dürfte
wohl nachvollziehbar sein. Andere TOs haben da auch kein Problem
mit, also kann man da ruhig etwas auskunftfreudiger sein.

Wenn der Thread nicht nach deinen Vorstellungen verlief, dann bist du
auch selbst dran schuld. Der TO, also du, hat eben auch die Last der
Gesprächsführung. Das wird oft unterschätzt.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Michael W. schrieb:

> wenn die
> Grenzdaten der Diode überschritten worden wären, hätte ich wohl kaum
> hier nachgefragt..

Eine Überschreitung der Grenzdaten ist aber die einzig sinnvolle
Erklärung für den "Tod der Dioden".

Autor: Martin Schwaikert (sirnails)
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Harald W. schrieb:
> Michael W. schrieb:
>
>> wenn die
>> Grenzdaten der Diode überschritten worden wären, hätte ich wohl kaum
>> hier nachgefragt..
>
> Eine Überschreitung der Grenzdaten ist aber die einzig sinnvolle
> Erklärung für den "Tod der Dioden".

Nicht nur die einzig sinnvolle, sondern sogar die Einzige.

Wobei, da fällt mir noch ein, es hätte auch

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