Los van de lagere spanningsval - maar waarom wordt er een schottky gebruikt bij de gelijkrichting van een switched power supply?
Golden Member
Los van de lagere spanningsval - maar waarom wordt er een schottky gebruikt bij de gelijkrichting van een switched power supply?
Schottky diodes schakelen snel vanwege het ontbreken van P materiaal, er zijn dus enkel meerderheidsladingsdragers betrokken bij de werking. Het grootste nadeel van schottky diodes is hun hoge lekstroom. Voor de meeste schakelvoedingen niet van belang maar door hun hoge lekstroom zie je dat er geen hoge sperspanningen mogelijk zijn met Schottky diodes.
Zie Paulinha_B
Het grote voordeel van schottkydiodes is toch echt hun lagere voorwaartse spanning; die maakt dat er veel minder vermogen in opgaat, zodat het rendement van de voeding toeneemt.
Waarom men nog meer redenen zou willen zoeken is me niet helemaal duidelijk.
[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op dinsdag 3 maart 2020 16:49:25 (18%)
Een anekdote van een hoogleraar was dat hij tijdens zijn studententijd wel eens een smps had gebouwd met 'normale' diodes bedoeld voor 50/60 hz omdat hij die ergens uitgesloopt had. Die zorgde voor mooi vuurwerk tijdens het inschakelen van de net gebouwde schakeling. Dus zoals blackfin zegt heb je die nodig wegens de snellere schakeltijd.
Golden Member
Ik kan ook maar 1 nadeel bedenken van deze diodes en dat is dat de reverse spanning lager is.
Aangezien het om gelijkrichten gaat van 150v zit ik volgens mij vast aan de normale diode.
Of mis ik nog wat ergens?
Op 3 maart 2020 16:48:09 schreef big_fat_mama:
Waarom men nog meer redenen zou willen zoeken is me niet helemaal duidelijk.
In een schakelvoeding is het vrijwel direct uit en in geleiding gaan goed voor het rendement en EMC gedrag. Hoge piekstromen door de vrijloopdiode als gevolg van reverse recovery stromen kunnen zeer breedbandige en sterke emissie veroorzaken.
Golden Member
Ah ik begin t te begrijpen .. als de schakelfrequentie hoger is dan de snelheid van de diode dan sluit ik inderdaad kortstondig een wikkeling kort....
Golden Member
Bij 150V is een normale snelle diode de eerste keus. Omdat het maar om 20kHz gaat werken de meeste snelle diodes uit de jaren '70 en '80 ook nog wel, maar tegenwoordig haal je gewoon een UF4007 (1A) of een UF5408 (3A).
Er zijn tegenwoordig wel silicium carbide Schottky's (als ik het goed zeg) die hogere spanningen aankunnen dan normale Schottky's.
Op 3 maart 2020 16:48:09 schreef big_fat_mama:
Het grote voordeel van schottkydiodes is toch echt hun lagere voorwaartse spanning; die maakt dat er veel minder vermogen in opgaat, zodat het rendement van de voeding toeneemt.Waarom men nog meer redenen zou willen zoeken is me niet helemaal duidelijk.
Schakelsnelheid, sperspanning en kostprijs kunnen net zo goed de eerste afweging zijn. Rendement is goed maar niet per definitie de eerste afweging. Je hebt in geval van een hoge snelheid de keus tussen Schottky en een normale snelle diode. De kostprijs van de normale snelle diode kan lager liggen dan die van een Schottky en zoals in dit geval kan de Vrrm van de Schottky te laag zijn.
@soldeersmurf hieronder: Dat kan inderdaad een reden zijn om een normale snelle diode te nemen, daar zijn ook types die wel snel, maar zachtjes schakelen.
Snel aan- en uitschakelen kan gepaard gaan met steile flanken. Steile flanken zorgen ook voor een breder spectrum dan minder steile flanken. Dus rap aan en uitschakelen is niet zo gunstig qua EMC. In ieder geval vereist het meer tegenmaatregelen.
Golden Member
Helder!
Het gaat om een zelfbouw switching supply ... misschien moet ik m iets meer linear maken en de transformator met meer sinusvormig signaal aansturen.
Dat zou de keuze van de diode minder kritisch maken toch?
( wel minder rendement, maar dat is even niet zo heel belangrijk )
Net even gekeken naar datasheet UF4007, ja die wil ik! Ook maar 20 ct of zo.
Ik denk dat ik maar eens ga meten wat de recovery tijden zijn van de diodes die ik voorhanden heb.
Tis me nu wel duidelijk waarom ik 2x de MOSFET heb opgeblazen toen ik na de gelijkrichter een capaciteit plaatste.....
[Bericht gewijzigd door EgbertG op dinsdag 3 maart 2020 17:28:57 (23%)
Helder? wazig.
Een gelijkrichtdiode schakelt uiteraard gedurende de nuldoorgang.Wat anders?
Dus die steile flanken en EMC problemen volgens soldeersmurf zijn onzin.
Het gaat hem om de tijd die nodig is na in geleiding te zijn geweest terug in spertoestand te komen. Bij hogere frequenties wordt de inverse spanning sneller hoger en dus vloeit er aanvankelijk nog een vrij grote stroom wat bij een hoge spanning voor veel dissipatie zorgt in de tijd tussen de nuldoorgang en het sperren.
Een trage diode zorgt dus niet voor pieken, maar voor overdreven opwarming.
Daarom kun je de bekende 1N4007 niet gebruiken voor geschakelde voedingen. Die wordt gewoon te heet.
Golden Member
Die recovery time neemt vast ook enorm toe bij grotere stromen.... of is het een constante?
Golden Member
Het grote voordeel van schottkydiodes is toch echt hun lagere voorwaartse spanning;
Dat word door vaak erg overschat. Ik heb net even een paar datasheets van diodes die ik heb liggen bekeken. En als je naar de maximale stroom van de diode gaat is dat voor een schottkydiode ook bijna 1V en voor een gewone diode 0.95 tot 1,1V. Dus nagenoeg geen verschil. (ik heb er maar 10 bekeken om even een globaal idee te krijgen)
Er zal halverwege het maximum wel een groter verschil zijn want het is niet logisch dat je tegen het maximum gaat zitten qua ontwerp.
Zie Paulinha_B
maximale stroom van de diode gaat is dat voor een schottkydiode ook bijna 1V
hm, hm, hm... maximale spanning , misschien? Zonder te willen vervallen in microAMperes vs. PetaVolts of wat is het ook allemaal..
Overigens blijf ik erbij dat de EERSTE reden waarom PC-voedingen met Schottkydiodes worden uitgerust, in het feit ligt dat ze minder vermogen wegstoken. In andere toepassingen zal dat dan wel anders kunnen zijn, ja, wellicht.
Golden Member
en dat mindere vermogen zal dan voornamelijk zijn tijdens het niet geleiden .....
Golden Member
Nee. Dat is juist in geleiding. Het vermogen in geleiding is UxI. De spanning verlaagd iets en de stroom blijft gelijk en daardoor een iets lager vermogen. Maar dat is maar een deel van het totale vermogen. Als de diode in overgang is van sperren naar geleiden dan gaat het door een fase van hoge spanning over de diode naar een lage terwijl de stroom toeneemt. Midden in deze fase is het meest ongunstig omdat je dan een hoge spanning en stroom hebt. Hoe sneller de overgang hoe minder vermogen in deze fase. En van geleiding naar sperren komt deze fase ook voor en daarin word dan ook wat vermogen gedissipeerd. Er zijn dus in totaal 4 fase waarvan de geleidende of sperrende fase het meest stabiel is.
Op 3 maart 2020 17:22:25 schreef EgbertG:
Tis me nu wel duidelijk waarom ik 2x de MOSFET heb opgeblazen toen ik na de gelijkrichter een capaciteit plaatste.....
Dat betwijfel ik, waarschijnlijk heeft dat een andere reden.
Wat voor topologie gebruik je? Je bent toch niet gewoon met een paar MOSFETs een ferriet transformator aan het schakelen, met een gelijkrichter en condensator erachter, of wel?
Golden Member
Ik heb een halogeen transformator schakeling aangepast..... trafo andere secundaire wikkeling en ipv de PFC een 20 Khz PWM pulsje er op gezet.....
Golden Member
Wil je nog minder verlies hebben in je gelijkrichter dan moet je een actieve versie maken met power FET's. Probleem daarbij is het op het juiste moment de FET's aan en uit te schakelen maar er is slimme electronica voor en wordt in de praktijk ook toegepast.
Golden Member
Heb t even gegoogled. Het gaat wel wat verder dan 4 FET's aan elkaar knopen helaas....
Ik zal om de voortgang erin te houden maar wat snelle Si diodes bestellen.
Was in ieder geval weer leerzaam!
Dank voor de bijdrage
Op 3 maart 2020 18:16:18 schreef big_fat_mama:
Overigens blijf ik erbij dat de EERSTE reden waarom PC-voedingen met Schottkydiodes worden uitgerust, in het feit ligt dat ze minder vermogen wegstoken.
Klopt! Het is inderdaad zo dat de voorwaartse spanning van een geleidende schottkydiode ongeveer gelijk is aan de voorwaartse spanning van een 'gewone' diode zoals benleentje op 18:01:59 schrijft.
Je wilt het energieverlies tijdens de overgang van geleiding naar sperren zo klein mogelijk maken. Daar zit de winst van een schottkydiode bij hoge schakelsnelheden. Dat kan je oa bereiken door de schakeltijd zo klein mogelijk te maken. De schottkydiode presteert daarin veel beter dan de 'gewone' diode. Geldt in mindere mate ook voor de overgang van sperren naar geleiding.
Golden Member
Gisteren wat gemeten met blokgolf en diode met serieweerstand. Inderdaad zie je bij grote oude diodes veel langere recovery tijden dan bij de kleine bijvoorbeeld.
Met een BA148 ( snelle Si gelijkrichtdiode geschikt voor hogere spanningen ) meet ik met de schakeling van hier boven ongeveer 200 ns aan recovery tijd.
De brugcel die de MOSFETS deed opblazen had 20 us. Zie afbeelding.
Met de brugcel vervangen door de BA148 zie ik nog steeds op de gelijkgerichte spanning heftige spikes! Zelfs zonder te belasten.
Dus 200ns is nog te traag? De UF4007 is 75ns .... het verschil zal m daar toch niet inzitten?
Golden Member
BA148 is zo'n jaren '70 type dat toen veel gebruikt werd om flybackspanningen op 15kHz gelijk te richten. Nou is een flybackpuls geen blokgolf maar wel behoorlijk stijl. Uit de losse pols zou ik dus verwachten dat het moet kunnen.
Golden Member
Ik had ook alle hoop dat ik verder kon zonder eerst te wachten op een bestelling.....
De grootte van de afvlakcondensator mag niet uitmaken toch?
Ik zie spikes van 50v pp op de 300v en de FETS worden warm zonder belasting. Gebruik ik alleen ohmse belasting dan levert t moeiteloos 100VA.
Dus.... ik verdenk nog steeds de diodes....of ..?