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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SMD-Dioden Kühlung


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von Stromwandler (Gast)


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... können heftige Verlustleistungen entwickeln. An welche Seite mache 
ich eine Kühlfläche? Gefühlt an die Kathode. Oder doch besser 
halbe/halbe an Anode und Kathode?

Danke

von hinz (Gast)


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Von welchem SMD-Gehäuse redest du? Oder noch besser: von welcher Diode?

von Stromwandler (Gast)


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3A Diode in SMB_Flat.

https://www.mouser.de/ProductDetail/511-STPS3150UF

Sind bei 2A gut und gerne knapp 2W, die es wegzuschaffen gilt.

Danke Dir.

von hinz (Gast)


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Meist ist die Kathode thermisch besser angebunden als die Anode, und so 
auch hier.

Ich würde davon ausgehen, dass der Wärmewiderstand zum Anodenanschluss 
etwa doppelt so groß ist wie der zum Kathodenanschluss.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Beide Pins kühlen ist sicher besser, als nur einen.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Beide Pins kühlen ist sicher besser, als nur einen.

Das ist zweifellos richtig, aber bei begrenzter PCB-Fläche lohnt es sich 
schon das genauer anzusehen.

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Muss man denn jede Diode mit DC betreiben ? Die zulaessige
Verlustleistung ist ueblicherweise im Datenblatt spezifiziert

von hinz (Gast)


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Weg mit dem Troll schrieb:
> Muss man denn jede Diode mit DC betreiben ? Die zulaessige
> Verlustleistung ist ueblicherweise im Datenblatt spezifiziert

Thema verfehlt.

von Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite


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Wie kann eine Schottky-Diode eine dermassen hohe Durchlass-Spannung 
haben? Findet man da keine mit besseren Daten?

Gruss Chregu

von Stromwandler (Gast)


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Christian M. schrieb:
> Wie kann eine Schottky-Diode eine dermassen hohe Durchlass-Spannung
> haben? Findet man da keine mit besseren Daten?

Gugge Dir mal die Datenblaetter gängiger Schottky-Dioden bei max. Strom 
an.
Da fällst Du vom Glauben ab, von wegen 0.3V Durchlasspannung.

von Arno H. (arno_h)


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Benötigst du wirklich die 150Volt Sperrspannung?

Arno

von Stromwandler (Gast)


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Arno H. schrieb:
> Benötigst du wirklich die 150Volt Sperrspannung?
> Nein, 30-40V reichen.

von Roland E. (roland0815)


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Stromwandler schrieb:
> Christian M. schrieb:
>> Wie kann eine Schottky-Diode eine dermassen hohe Durchlass-Spannung
>> haben? Findet man da keine mit besseren Daten?
>
> Gugge Dir mal die Datenblaetter gängiger Schottky-Dioden bei max. Strom
> an.
> Da fällst Du vom Glauben ab, von wegen 0.3V Durchlasspannung.

Besser als reine Siliziumdioden sind sie aber alle Mal. Die sind bei >3A 
auch deutlich über 0,7V.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stromwandler schrieb:
> Arno H. schrieb:
>> Benötigst du wirklich die 150Volt Sperrspannung?
> Nein, 30-40V reichen.

Dann überdenke deine Bauteilwahl noch einmal. Hochsperrende 
Schottky-Dioden haben auch eine höhere Flußspannung.

von Andre M. (andre1597)


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Man könnte in die Lötpunkte der Diode 1 - 2 cm langen Kupferdorn mit 
reinlöten (wie das Schaltungsdesign es zulässt)dann umbiegen. Sollte 
einen guten Durchmesser haben (2-3mm). Ein Teil der Wäre würde über das 
Kupfer abgeleitet. Kupfer = guter Wärmeleiter. Nachteil der Methode: bei 
höheren  Frequenzen sind das kleine Antennen/Kurzschlussgefahr.

von Stromwandler (Gast)


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Danke für die Rückmeldungen.
Hab das Layout nochmal überarbeitet, die Diode auf BOT hat nun an der 
Kathode eine 22 x 10 mm² große Kühlfläche auf TOP über Vias, jedoch 
unter dem Wandlertrafo und damit fast wirkungslos. Auf BOT die Hälfte. 
Siehe Bild.
Ich mache das jetzt so und schaue mal ...
Hab ein gutes Gefühl, besonders, wenn ich sehe, dass auf einem SNT-Board 
hier SMC ohne jegliche Kühlung mit 1,5A jahrelang betrieben wurden.

von M. K. (mkn)


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Da zur Kühlung bereits alles sinnvolle gesagt wurde:

Du kannst den Strom auf mehrere Dioden aufteilen, mit einem RC Glied die 
Rücksperrverluste begrenzen, einen quasiresonanten Aufbau mit Schalten 
im Nullstrommoment verwenden, SiC Dioden bei CCM Topology verwenden etc. 
pp.
Alles das reduziert die Verlustleistung.
Nur am Limit betreiben würde ich die Dioden nicht.
Schalttransistor und Dioden sind die hochbelasteten Bauteile und man mus 
das Power Derating bei höheren Temperaturen pingelig beachten.

Die Schaltverluste überwiegen oft und sind nur schwer einzuschätzen.

Mach Dir die Mühe und Vergleiche die Kennlinien verschiedener Dioden in 
dem von Dir benötigten Bereich.
Es gibt große Unterschiede und die Flussspannung ist nicht das einzig 
seelig machende Kriterium.
Kapazität, Sperrzeit und Rückstrom sind auch wichtig.
Die 2mA Rückstrom bei Deiner Diode sind z.B. nicht zu verachten.

Die Diode hat 20°C/W Junction to Lead Wärmewiderstand, d.h. bei 3W 
erhitzt sich das Teil um 60°C mehr als an den Lötflächen überhaupt 
ankommt.
Da kannst Du auf der PCB Kühlen wie Du willst, niedriger wirds nicht.

von Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)


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Ich misch' mich mal kurz ein:

Die gewählte Diode mit der hohen Sperrspannung von 150V ist die Wurzel 
Deines Übels. Technischer Hintergrund: Um solche Werte zu erreichen, muß 
im Bereich des Schottky-Kontakts die Dotierung reduziert werden um zu 
hohe Feldstärken zu vermeiden. Konsequenz ist dann aber ein höherer 
Bahnwiderstand und damit eine relativ hohe Flußspannung schon bei Deinen 
2A.

Also: Eine Schottky-Diode wählen, die nicht mehr als 30-40V (wie von Dir 
angegeben) Sperrspannung hat und dann kannst Du auswählen zwischen 
niedriger Flußspannung Vf und niedriger Diffusionskapazität Cd. Letztere 
sollte bei 2A aber eine eher untergeordnete Rolle spielen.

Nur so aus der Hüfte geschossen ohne Rücksicht auf die Bauform:
RB068LAM-40TF <600mV @ 2A, 300pF @ 0V
CDBA240LL-HF  <400mV @ 2A, 1000pF @ 0V
CD214A-B240R  <500mV @ 2A, 300pF @ 0V
VSSC8L45-M3   <400mV @ 2A, 2000pF @ 0V

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