Spannungsspitzen trotz Freilaufdiode

[Bruce (Gast)]

Mein Aufbau besteht aus einem paar Meter langem RGB-LED-Strip, 3x IRLZ34 
Mosfets und 3x N4148 Dioden.
Wie auf dem Screenshot des Oszilloskops zusehen ist bekomme ich trotz 
den Freilaufdioden Spannungsspitzen.

Die Dioden sind durchgemessen, haben laut Datenblatt eine maximale 
Schaltzeit von 4ns. Das Netzteil gibt 12,4V aus, die Diode ist mit max 
0,71 V angegeben. Die Spitzen übersteigen aber 13,11 V deutlich.

Die Induktivität kommt aufjedenfall zum Großteil vom Strip, bei einem 
einfachen Widerstand schaltet alles problemlos.

Mit einem 100nF Kondensator bekomme ich es zwar in den Griff, trotzdem 
frage ich mich wie es trotz den Dioden zu Spannungsspitzen >13,11 V 
kommt.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Wo sind die Dioden und wo hast Du gemessen?

Mach doch mal ein Bild der Verdrahtung mit Längenangaben.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Bruce schrieb:
> 3x N4148

Das sind sehr kleine 100mA Dioden. Bist du sicher, das du sie nicht 
überfährst? Was ist denn das für eine Induktivität im Lastkreis? Und wie 
kommen da die RBG Strips ins Spiel? Wenn die Induktivität den RGB Strip 
darstellen soll, und der mehr als 100mA zieht, dann sollte die Diode 
auch für den Nennstrom des Strip ausgelegt sein.

[Bruce (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Das sind sehr kleine 100mA Dioden. Bist du sicher, das du sie nicht
> überfährst? Was ist denn das für eine Induktivität im Lastkreis? Und wie
> kommen da die RBG Strips ins Spiel? Wenn die Induktivität den RGB Strip
> darstellen soll, und der mehr als 100mA zieht, dann sollte die Diode
> auch für den Nennstrom des Strip ausgelegt sein.

450 mA peak forward current, aber dennoch könntest du recht haben.
Hätte nicht gedacht dass die Strips eine so große Induktivität besitzen.
Je nach Farbe gehen 0,7 - 1 A durch den Strip.

[M.N. (Gast)]

Bruce schrieb:
> 0,7 - 1 A

Ja, dann brauchst du auch eine 1 A-Diode: 1N4001 bis 4007 oder so.

[Axel R. (Gast)]

Du wirst aber auch den Masseabfall auf der Spannugsseite messen. Den 
musst Du bei deiner Messung abziehen oder die Oszimessung DIREKT am 
Emitter-Kollektor deines Transistors vornehmen, wenn Dich SEINE U_CE 
interessiert.

StromTuner

[Axel R. (Gast)]

Spannungsabfall auf der Masseseite, sry

StromTuner

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

M.N. schrieb:
> Ja, dann brauchst du auch eine 1 A-Diode: 1N4001 bis 4007 oder so.

Besser UF4001-4007, die sind schneller und für höhere PWM Frequenz 
besser geeignet.

[Bruce (Gast)]

Axel R. schrieb:
> Du wirst aber auch den Masseabfall auf der Spannugsseite messen. Den
> musst Du bei deiner Messung abziehen oder die Oszimessung DIREKT am
> Emitter-Kollektor deines Transistors vornehmen, wenn Dich SEINE U_CE
> interessiert.

Die Spannung wurde Drain gegenüber Source gemessen, darum geht sie auch 
nicht auf 12,4 V hoch, da ja an den Leds die Spannungabfällt (In diesem 
fall 3 rote in Reihe).

[Axel R. (Gast)]

Was nimmst Du als Abblock-C auf der Betriebsspannung? der sollte das 
kurzschliessen. Als Diode eine UF400x, keine 1N400x.

StromTuner

[Εrnst B. (ernst)]

Lass die Freilaufdioden ganz weg.
Der IRLZ34 verkraftet 60V, weit mehr als deine "Spannungsspitzen".
Und selbst wenn du über 60V kommst: die 220mJ "Single Pulse Avalanche 
Energy" bzw 88W Ptot überschreitest du mit deiner 
LED-Stripe-Induktivität NIE.

[Bruce (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> Lass die Freilaufdioden ganz weg.
> Der IRLZ34 verkraftet 60V, weit mehr als deine "Spannungsspitzen".
> Und selbst wenn du über 60V kommst: die 220mJ "Single Pulse Avalanche
> Energy" bzw 88W Ptot überschreitest du mit deiner
> LED-Stripe-Induktivität NIE.

Geht mir eher um die LEDs, reverse Voltage. Vielleicht kommt ja jemand 
auf die Idee den Strip wie eine Spule zu rollen.

[Εrnst B. (ernst)]

Bruce schrieb:
> Geht mir eher um die LEDs, reverse Voltage.

Dir ist klar, dass dein "Peak" dann mindestens dreimal so hoch ausfallen 
müsste, um überhaupt in einen ansatzweise relevanten Bereich zu kommen?

Und das auch nur, wenn man extrem niedrige 5V als max. Reverse Voltage 
pro LED annimmt.

Wenn die LEDs mehr vertragen, schluckt der Avalance-Effekt des FETs die 
Energie weg.


Bruce schrieb:
> Vielleicht kommt ja jemand
> auf die Idee den Strip wie eine Spule zu rollen.

Luft-Spule? Egal.
100 mal durch einen Ferrit-Ring gefädelt? Das möchte ich sehen.

[Manfred (Gast)]

M.N. schrieb:
> dann brauchst du auch eine 1 A-Diode: 1N4001 bis 4007

Zu langsam für die Anwendung, Schotten nehmen, wie sie in 
Schaltnetzteilen vorkommen.

[Wolfgang (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Das sind sehr kleine 100mA Dioden.

Wie kommst du auf die 100mA?

Ich vermute jetzt einfach mal, dass es sich um die 1N4148 handelt und 
dafür steht im Datenblatt ein I_FSM von 4.0A  (bei 1.0 µs).

Bruce schrieb:
> ... die Diode ist mit max 0,71 V angegeben.

Wo?
Im Datenblatt von Fairchild [1] findet man z.B. in Fig. 5 bei einem I_F 
von 800mA eine V_F von über 1,4V. Bei 4A wird das bestimmt nicht weniger 
sein ;-)

[1] https://www.fairchildsemi.com/datasheets/1N/1N4148.pdf

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Εrnst B. schrieb:
> Lass die Freilaufdioden ganz weg.

Was meinst du denn, wo dann die Gegen-EMK bleibt?

[Jens G. (jensig)]

@ Manfred (Gast)

>M.N. schrieb:
>> dann brauchst du auch eine 1 A-Diode: 1N4001 bis 4007

>Zu langsam für die Anwendung, Schotten nehmen, wie sie in
>Schaltnetzteilen vorkommen.

Kaum. Praktisch jede D schaltet schnell genug ein. Was Du meinst, ist 
Recoverytime, also die Ausschaltzeit, welche hier egal ist.


@  Bruce (Gast)

Mach einen C zw. V+ und Masse direkt an der Schaltung, denn was Du da 
siehst, ist offensichtlich die Induktivität der Zuleitung der 
Betriebsspannung.
Die L der Stripes dürften dagegen wurst sein, denn die sind ja "bifiliar 
gewickelt" - also rein theoretisch ohne Induktivität.

[Εrnst B. (ernst)]

Matthias S. schrieb:
> Was meinst du denn, wo dann die Gegen-EMK bleibt?

Ein Kabel hat nicht nur eine parasitäre Induktivität, sondern auch eine 
Kapazität.
LED-Stripe=Kabel mit LEDs. Die haben auch noch eine Kapazität.

Die Stripe-Kapazität beschränkt den Spannungs-Peak beim Abschalten auf 
ein irrelevantes Maß.

Falls jemand mutwillig mit Sabotage-Absicht eine große 
Extra-Induktivität in die Zuleitung bastelt, beschränkt der FET.

Schaden tut die Diode natürlich nicht. Wenn man damit besser schlafen 
kann, ist der Extra-Cent gut investiertes Geld.

[Pandur S. (jetztnicht)]

>Wolfgang :
>Matthias S. schrieb:
>> Das sind sehr kleine 100mA Dioden.
>
>Wie kommst du auf die 100mA?
>Ich vermute jetzt einfach mal, dass es sich um die 1N4148 handelt und
>dafür steht im Datenblatt ein I_FSM von 4.0A  (bei 1.0 µs).

Natuerlich sind die 1N4148 100mA Dioden, auch wenn die Spitzenbelastung 
mehr ist. Die absolute Maximum Ratings sind nur als Referenz da, dort 
betreibt man nie etwas. (ausser es gibt keine andere Wahl)

[Harald W. (wilhelms)]

Εrnst B. schrieb:

> Schaden tut die Diode natürlich nicht.

Nutzen bringen sie aber auch nicht. Das ist eher ein
"Der Hund ist tot, besser ist, wir binden ihn an"-Bauteil.