Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum mehrere Dioden parallel


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von Alwin K. (alwink)


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Hallo,

in einer Netzteilschaltung finden sich 4 Schottky-Dioden parallel.
Auch wenn die Kennlinien nahezu gleich sind, eine davon macht das Rennen 
und übernimmt den Strom.
Oder sehe ich das falsch.
Wenn ja, warum.

Gruß
Alwin

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Alwin K. schrieb:
> finden sich 4 Schottky-Dioden parallel.
Es sind 5. Die sind in der Hoffnung parallel geschaltet, dass sich dann 
der Strom gerecht aufteilt. Evtl. ist das durch entsprechende 
Leiterbahnen (Vorwiderstände) unterstützt.

Mir gibt hier auch die RC-Beschaltung darüber zu denken. Woher ist der 
Plan? Nicht, dass ich das Ding mal kaufe...

Alwin K. schrieb:
> Oder sehe ich das falsch.
Es ist komplexer, weil die Dioden ja keine rechtwinklige Kennlinie und 
zudem eine Temperaturabhängigkeit haben.

Die Hoffnung: mehr Strom -> höhere Uf -> die anderen Dioden übernehmen.

Die Realität: mehr Strom und höhere Uf = mehr Wärme -> niedrigere Uf.

: Bearbeitet durch Moderator
von Klaus H. (hildek)


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Alwin K. schrieb:
> Auch wenn die Kennlinien nahezu gleich sind, eine davon macht das Rennen
> und übernimmt den Strom.
> Oder sehe ich das falsch.
> Wenn ja, warum.

So kann man das nicht sagen. Der Strom teilt sich schon auf und sogar 
relativ brauchbar, wenn die Dioden aus der selben Charge sind und auch 
die selbe Temperatur haben bzw. thermisch gekoppelt sind.

Ich habe das mal mit 400x ausprobiert und man kommt durchaus auf eine 
Aufteilung nicht schlechter als 40:60. Die thermische Kopplung über die 
Anschlussbeine und dem PCB-Kupfer reicht aus, wenn sie nebeneinander 
platziert wurden.
Ein weiterer Test mit einer Doppeldiode brachte sogar 45:55 
Stromaufteilung.
Also fünf 3A-Dioden, wie in deinem Bild, sind durchaus für bis zu ca. 
10A verwendbar.

von Michael B. (laberkopp)


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Alwin K. schrieb:
> sich 4 Schottky-Dioden parallel.

Das sind nicht mal Schottkys.

Es gibt auch schlechte Schaltungen von ahnungslosen Entwicklern, nichts 
zum Nachbauen.

Es sind ultra fast Dioden mit fur den Anwendungszweck viel zu hoher 
Sperrschichtkapazität.

Also einfach eine schlechte Wahl, bekämpft mit 44Ohm und 2nF.

Da es auch 2 Wicklungen gibt, wäre er mit unverbundenen Wicklungen und 
einer Doppeldiode besser gefahren, den 16V Elkos am Ausgang nach zu 
urteilen hätten es auch Schottkys getan, wie SBL2040.

von Joachim B. (jar)


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Klaus H. schrieb:
> Also fünf 3A-Dioden, wie in deinem Bild, sind durchaus für bis zu ca.
> 10A verwendbar.

genauso lernte ich das auch, kann also nicht ganz verkehrt sein, man 
darf halt nur nicht bei 2 Dioden linear 3A + 3A zusammenrechnen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Die 5 Dioden werden nur waehrend der Einschaltphase stark belastet bis 
die Elkos geladen sind. Danach reicht die Aufteilung drs Stroms aus.

In dem Falle duerfte es einfacher gewesen sein 5 Dioden aus dem 
Bestueckungsautomaten drauf zu setzen als einen weiteren Slot mit einem 
Leistungstypen aufzumachen.
Hatte daher auch schon mal auf einer Platine 10 BC parallel je mit 
Emitterwiderstand statt einem BD gesehen, alles SMD.

Es hat manchmal auch produktionslogistische Gruende etwas abzuweichen 
von dem wie es normalerweise realisiert gehoert.

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> genauso lernte ich das auch, kann also nicht ganz verkehrt sein, man
> darf halt nur nicht bei 2 Dioden linear 3A + 3A zusammenrechnen.

Als Richtwert habe ich mal gelesen, man könne zwei Dioden in einem
Gehäuse mit etwa 80% des Nennwertes belasten. Bei Einzeldioden ist
dieser Wert wohl deutlich niedriger, insbesondere, wenn Diese nicht
vorher auf gleiche Durchlassspannugen selektiert wurden. M.E ist
eine solche Parallelschaltung ziemlich sinnfrei, da man schon immer
Dioden für grössere Ströme problemlos bekommen konnte.

von Joachim B. (jar)


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Dieter D. schrieb:
> In dem Falle duerfte es einfacher gewesen sein 5 Dioden aus dem
> Bestueckungsautomaten drauf zu setzen

und erst Recht wenn sie aus einer gemeinsamen Liefercharge kommen.

von Klaus H. (hildek)


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Joachim B. schrieb:
> genauso lernte ich das auch, kann also nicht ganz verkehrt sein, man
> darf halt nur nicht bei 2 Dioden linear 3A + 3A zusammenrechnen.

Es gab schon immer Diskussionen über dieses Thema, deshalb hatte ich es 
einfach mal an einigen Beispielen ausprobiert. Das war zwar keine Studie 
aus der man eine sichere Allgemeingültigkeit ableiten kann, trotzdem war 
ich positiv überrascht vom Ergebnis. Selbst welche aus unterschiedlichen 
Gurten sind nicht abartig aufgefallen - halt nochmal 5%-Punkte 
schlechtere Stromverteilung.
Wichtig ist jedenfalls die thermische Kopplung, also nahe nebeneinander 
montieren. Die Cu-Fläche der Leiterbahnen dient ja sowieso maßgeblich 
auch zur Kühlung und darf nicht sparsam ausgelegt sein und sorgt so 
nebenbei für eine ganz gute thermische Kopplung.

von Klaus H. (hildek)


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Harald W. schrieb:
> Als Richtwert habe ich mal gelesen, man könne zwei Dioden in einem
> Gehäuse mit etwa 80% des Nennwertes belasten.

Das würde ja direkt mit meinen Ergebnissen zusammenpassen - mit etwas 
Reserve:

Klaus H. schrieb:
> Ein weiterer Test mit einer Doppeldiode brachte sogar 45:55
> Stromaufteilung.

von 🍅🍅 🍅. (tomate)


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Bei Schweissgeräten geht das eigentlich immer so.
Spannungsabfall über Junction wird mit Temperatur kleiner
Spannungsabfall über Junction wird mit Strom grösser

Wenn Temperatureinfluss kleiner als Einfluss durch Strom, dann teilt 
sich der Strom eigentlich schön auf, klappt nur nicht, wenn die Dioden 
voneinander thermisch isoliert sind.

Bei BJTs ist thermischer Runaway viel schlimmer.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Rote T. schrieb:
> Bei Schweissgeräten geht das eigentlich immer so.

Immer auch mit Stromverteilwiderständen in Form von kurzen Litzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Rote T. schrieb:

> Bei BJTs ist thermischer Runaway viel schlimmer.

Bei FET-Schaltern dafür um so kleiner. Die kann man normalerweise
problemlos parallel schalten.

von 🍅🍅 🍅. (tomate)


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Harald W. schrieb:
> Bei FET-Schaltern dafür um so kleiner. Die kann man normalerweise
> problemlos parallel schalten.

Deshalb hüte dich vor Schweisskisten, die primärseitig BJTs verbaut 
haben ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Rote T. schrieb:

>> Bei FET-Schaltern dafür um so kleiner. Die kann man normalerweise
>> problemlos parallel schalten.
>
> Deshalb hüte dich vor Schweisskisten, die primärseitig BJTs verbaut
> haben ;-)

Das sind dann Schweisskisten ohne "w".

von Purzel H. (hacky)


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Dioden darf man einfach nicht direkt parallel schalten. Dies weil der 
Temperaturkoeffizient der Flussspannung -2mV/K betraegt.
Eine Asymmetrie macht eine Diode waermer -> Flussspannung sinkt. Die 
Diode mit der tiefsten Flusspannung bekommt den meisten Strom, wird 
waermer, ihre Fluss Spannung sinkt ... bei zu viel geht sie kaputt, und 
die Naechste uebernimmt.
Die Loesung besteht in Seriewiderstanden, die den 
Temperaturkoeffizienten mindestens kompensieren.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Purzel H. schrieb:
> Eine Asymmetrie macht eine Diode waermer -> Flussspannung sinkt. Die
> Diode mit der tiefsten Flusspannung bekommt den meisten Strom, wird
> waermer, ihre Fluss Spannung sinkt ...

und gibt es über die Leiterplatte an die Nachbardiode, oder etwa nicht!

Niemand wird parallele Dioden über die Leiterplatte verteilen!

von Alwin K. (alwink)


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Danke für die Aufklärung.
Das Typenschild des Netzteils hängt an.
Anscheinend keine so gute Lösung, einer der Dioden hatte einen Schluss.
Der Vergleichstyp hat es dann nur kurze Zeit gemacht, wieder Schluss.
Lag wohl mit den Specs daneben.

von Klaus H. (hildek)


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Alwin K. schrieb:
> Der Vergleichstyp hat es dann nur kurze Zeit gemacht, wieder Schluss.

Du hättest dann alle ersetzen müssen und alle aus einem Gurt nehmen!
Ich dachte, das sei deutlich geworden im Laufe des Threads.

Was ich an der Schaltung problematischer finde ist die Parallelschaltung 
zweier Trafoausgänge. Kann man die so 'gleich' fertigen?

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus H. schrieb:

> Du hättest dann alle ersetzen müssen und alle aus einem Gurt nehmen!

Oder gleich eine strommäßig grössere mit kleinem Kühlkörper.

von Marcel V. (mavin)


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Klaus H. schrieb:
> Was ich an der Schaltung problematischer finde ist die Parallelschaltung
> zweier Trafoausgänge. Kann man die so 'gleich' fertigen?

Ja, die Ausgleichströme sind sehr gering, weil sich schon bei der 
geringsten Ausgleichstrombelastung die Spannungen wegen der 
Wicklungsimpedanz gegenseitig anpassen.

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Klaus H. schrieb:
> Parallelschaltung
> zweier Trafoausgänge. Kann man die so 'gleich' fertigen?

Eigentlich schon. Die Windungszahl ist immer eine Ganzzahl, lediglich 
"halbe" Windungen würde man mit EE-Kernen noch absichtlich hinbekommen.
Wenn die Windungszahl der beiden Wicklungen gleich ist, dann ist es auch 
die Spannung.

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus H. schrieb:

> Was ich an der Schaltung problematischer finde ist die Parallelschaltung
> zweier Trafoausgänge. Kann man die so 'gleich' fertigen?

Falls man den Trafo selber wickelt, wäre es gut, wenn man zählen kann.
:-)

von Michael B. (laberkopp)


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Klaus H. schrieb:
> Kann man die so 'gleich' fertigen?

Ja, die haben quasi zwangsweise dieselbe Windungsanzahl, auf die 
Nachkommastelle genau, und wenn man beide zusammen wickelt gleich langen 
Draht, völlig handelsüblich, auch schon bei 50Hz Trafos.

Dennoch hätte ich den Wicklungswiderstand zur Stromverteilung genutzt.

von Klaus H. (hildek)


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Michael B. schrieb:
> wenn man beide zusammen wickelt

Ja, damit dürfte es schon passen.
Sonst hätte ich Bedenken, dass eine unterschiedliche Geometrie auch 
schon einen Einfluss hat, der bei den Standardberechnungen bzw. in den 
Basisgleichungen (Windungszahlverhältnis) eben vernachlässigt wird.

von 🍅🍅 🍅. (tomate)


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Da wäre übrigens forward voltage vs current bei 25/150°C aufgelistet, 
etwa 40 und 120A bei 0.8V, ca. 1/4 zu 3/4.

Kühlkörper muss also nur schneller die 150°C Diode kühlen, bevor die 
weiter thermisch durchgeht, dann stabilisiert sich die Sache wieder von 
alleine.
Zusammen auf einem Kühlkörper ist vermutlich auch wichtig, wenn die bei 
tiefen Temperatur arbeiten soll, bei -50°C und viel Strom sind die 
Kurven noch weiter auseinander.

von Unwichtig (noname_user)


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Das NT ist in einem TV verbaut, oder was für ein Gerät ist das?
Und dann noch ein deutsches Markenprodukt, entwickelt wahrscheinlich mit 
dem roten Stift u. von BWL sanktioniert.

von H. H. (Gast)


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Unwichtig schrieb:
> Das NT ist in einem TV verbaut, oder was für ein Gerät ist das?
> Und dann noch ein deutsches Markenprodukt, entwickelt wahrscheinlich mit
> dem roten Stift u. von BWL sanktioniert.

Vestel ist ein türkischer Hersteller.

von Unwichtig (noname_user)


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H. H. schrieb:
> Vestel ist ein türkischer Hersteller.

https://de.wikipedia.org/wiki/Telefunken < das habe ich da auch nun 
gefunden

von Peter D. (peda)


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Michael B. schrieb:
> auch schon bei 50Hz Trafos.

Dürfte ein Schaltnetzteil sein. Daher der Optokoppler zur Primärseite 
und die schnellen Dioden.
Wozu aber auf der 12V Seite die komischen Schaltung mit den 1000V 
Kondensatoren und 8 Widerständen gut sein soll, erschließt sich mir 
nicht.

von Michael B. (laberkopp)


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Unwichtig schrieb:
> Und dann noch ein deutsches Markenprodukt

Sicher.

Da hat die Markennamenverarschung der Marketingfuzzies bei dir ja 
perfekt funktioniert.

Dass es die Firma seit 1967, also ein halbes Jahrhundert, nicht mehr 
gibt, hat offenbar niemand gemerkt.

Stattdessen verdienen Leute an dem zum vorsätzlichen Kundenbetrug 
recycelten Namen immer noch. Es gibt absolut keinen Grund den Namen auf 
Produkte zu kleben ausser einer Betrugsabsicht, quasi wie gefälschte 
Rolex. Und es fallen Leute auf diese zu betrügerischen Zwecken 
recykelten Namen rein, du bist das beste Beispiel wie das funktioniert. 
Leider ist das im Kapitalismus erlaubt.

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