Kühlkörper an einer Verpolschutzdiode benötigt?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

ich möchte eine Schottky-Diode in Reihe zu einer 24V Spannungsversorgung als Verpolschutz einbringen. Schottky aufgrund der geringen Durchflußspannung von 0,4V bei 1A Strom.

Meine Frag lautet: Wie sieht es mit der Kühlung einer Diode aus? Muss diese gekühlt werden, obwohl lautet Datenblatt diese bis zu 3A verträgt und sich damit eine entsprechende Verlustleistung einstellt?
In meiner Schaltung fließen maximal 1A. Das macht eine Verlustleistung von 1A*0,4V=0,4Watt.

Ich habe die Wahl zwischen einer SMD oder bedrahteten Diode. Ich könnte mir vorstellen, dass eine bedrahtete Version eine höhere Verlustleitung verträgt, weil diese die Wärme besser über die große Körperfläche und die zusätzlichen Zuleitungsdrähte auch noch abführen kann.

Konkret habe ich diese beiden Dioden ins Auge gefasst.
Könnt ihr mir bitte zu meinen Überlegungen Eure Erfahrungen mitteilen?

Hier die bedrahtete Diode:
http://www.reichelt.de/SB-SKE-4F-Dioden/SB-390/index…

hier die SMD Version
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=A412;GROUPID=…

Viele Grüße,

Matthias.

#2

In meiner Schaltung fließen maximal 1A. Das macht eine
Verlustleistung von 1A*0,4V=0,4Watt.

Ich habe die Wahl zwischen einer SMD oder bedrahteten Diode.
Ich könnte mir vorstellen, dass eine bedrahtete Version eine
höhere Verlustleitung verträgt, weil diese die Wärme besser
über die große Körperfläche und die zusätzlichen
Zuleitungsdrähte auch noch abführen kann.

Und die Drähte kann man ja auch etwas länger lassen, also die Diode mit Abstand zur Platine einlöten.

Rein gefühlsmäßig würde ich sagen, dass dann die 0,4W kein Problem mehr sind. Bei SMD hätte ich Bedenken. Ist ja doch ein sehr kleiner Punkt, auf dem die Leistung frei wird.

Wäre das ein Problem, die Schaltung erstmal eine Zeit lang unter Kontrolle (Finger an Diode) zu betreiben?

#3

Hallo,

danke für Deine Antwort.

Nein, ich kann die Test- Schaltung eine Weile unter Kontrolle (Finger an Diode) laufen lassen.

Mich interessieren halt Eure Erfahrungen und Meinungen, ob ein Kühlkörper benötigt wird.

Ich werde wohl eher eine bedrahtete Version nehmen und die Drähte etwas länger lassen. Desweiteren lasse ich die Diode so ca. einen mm in der Luft schweben, damit sie nochmal etwa besser gekühlt wird.

Gibt es denn keine Allgemeingültige Aussage ab welcher Verlustleitung z.b. 0,5Watt diese zu heiß wird und daher gekühlt werden sollte?

Viele Grüße,
Matthias.

#4

Hallo Matthias !

bei 1 A Dauerstrom benötigt die bedrahtete Diode keinen Kühlkörper.
Die Drähte ruhig so lang wie es geht lassen,denn darüber wird ein Großteil der Wärme abgeführt.
Schau Dir das Datenblatt auf der Reichelt-Seite an.

Die 3 A Angabe gilt nur,wenn der Anschlußdraht 10 mm entfernt vom Bauteil auf Raumtemperatur gehalten werden kann,sonst muß der Laststrom sinken.
Siehe Kurve dazu.

Die SMD Ausführung ist sowieso kleiner in der Oberfläche,hier findet die Wärmeabfuhr nur über die Leiterbahnen statt,die müssen entsprechend breit sein (große Oberfläche = das ist der „Kühlkörper“).

Wenn es das Platinenlayout erlaubt,würde ich die Draht-Diode nehmen.
Und diese Schottkydioden haben nur geringe Sperrspannungsfestigkeit,also ruhig den Typ mit der höchsten Sperrspannung verwenden.

MfG
duck313

#5

Hallo Matthias !

Kühlkörper werden etwa ab 1 W Verlustleistung benötigt,es hängt immer von der Bauart und Baugröße des Teiles ab.

Ein Transistor der TO-126 ( z.B. BD 135…) kann bei 1 W schon deutlich warm werden,ein Metall-Typ TO-3(z.B. 2 N 3055…)käme dagegen bei 1 W mit seiner eigenen Kühlfläche aus.

Man kann es aus den Daten der Halbleiterbauteile berechnen,ob gekühlt werden muß bzw. welche Verlustleistung ungekühlt(bei bestimmter Umgebungstemperatur!) abgegeben werden kann.

Dazu sind aus dem Datenblatt die „Sperrschichttemperatur max.“ und der „Wärmeübergangswiderstand Sperrschicht/Luft“ erforderlich.

MfG
duck313

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#6

Hallo Duck313,

vielen Dank, dass Du mir bei meiner Fragestellung behilflich bist.
Den Tipp mit die Anschlußdrähte in 10m Entfernung auf Zimmertemperatur zu halten, damit die 3A zulässig sind fand ich sehr hilfreich. Das habe ich nämlich überlesen.

Ich werde, wie gesagt die Anschlussdrähte länger lassen, die Diode hängt etwas in der Luft und die Zuleitung zur Diode schön breit gestalten, damit diese gut als Kühlung dienen kann. Ich vermute, dass reicht dann zur Kühlung für einen Strom von 1A aus. :smile:

Viele Grüße, Matthias.

#7

Hallo duck313,

danke für die Hintergrundinformationen. Die habe ich mir zu meiner gestellten Frage abgespeichert.

Ich habe mir auch gleich die beiden Transistortypen bei Reichelt angeschaut.
Der To126
http://www.reichelt.de/BD-Transistoren/BD-135/index…

habt ein Ptot von 8Watt. Das ist ja enorm!!! Wie soll ich diesen Wert nun richtig in mein Weltbild einordnen??
8 Watt ungekühlt kann wohl nicht sein. Ist das die maximal mögliche VErlustleistung bei Kühlung?

Der TO-3 hat sogar 115Watt
http://www.reichelt.de/2N-Transistoren/2N-3055-ST/in…

Soll der soviel Leistung bei Kühlung abführen können?

Hast Du Lust und Zeit mit mir ein Beispiel einer Kühlkörperberechnung an einem LM7805 durchzuführen? Das wollte ich schon immer mahcen, bin nur noch nicht dazu gekommen.
Jetzt scheint sich mir eine GElegenheit zu bieten dies mit Dir zu machen, weil Du auch Spaß ab der Sache zu haben scheinst. :smile:

Ich habe schon ein konkretes Problem.

Wenn Du zustimmst, würde ich Dir alles vorrechnen so weit wie ich komme und dann hilfst Du mir. Ich warte Deine Antwort ab. Gern können wir das auch am Telefon.

LM7805 Eingangsspannung 24V
I=0,3A
Pv=5,7Watt

Wie lege ich dafür einen entsprechend groß dimensionierten Kühlkörper aus?

Ich warte Deine Antwort ab und würde dann noch mehr dazu schreiben.

Ansonsten auch schon mal vielen Dank für Deine Tipps.

Ich entwickle gerade in der Technikerschule eine Schaltreglernetzteil für 5V und 1A. Das ist der Hintergrund meiner ganzen Fragerei.

Bis dann

#8

Hallo Fragewurm,

Ich habe schon ein konkretes Problem.

LM7805 Eingangsspannung 24V

I=0,3A

Pv=5,7Watt

Wie lege ich dafür einen entsprechend groß dimensionierten
Kühlkörper aus?

Gar nicht :wink:
Da fehlt noch die Angabe der Umgebungstemperatur am Kühlkörper.

Die meisten rechnen einfach mit 300K, also etwa 27°C. Aber wenns dann im Sommer mal richtig heiss ist und im Gehäuse noch wärmer … dann hast du Probleme wie die Bahn letzten Sommer.

MfG Peter(TOO)

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#9

Hallo,

ich möchte eine Schottky-Diode in Reihe zu einer 24V
Spannungsversorgung als Verpolschutz einbringen. Schottky
aufgrund der geringen Durchflußspannung von 0,4V bei 1A Strom.
Meine Frag lautet: Wie sieht es mit der Kühlung einer Diode
aus? Muss diese gekühlt werden,

Ja, das schon, aber nicht mit einem extra Kühlkörper.
Die Wärme kann zum großen Teil über die Anschlussdrähte auf die LP
abgeführt werden.

In meiner Schaltung fließen maximal 1A. Das macht eine
Verlustleistung von 1A*0,4V=0,4Watt.

Unkritisch, weil slche Dioden auch locker weit bis 125°C haben dürfen.

Ich habe die Wahl zwischen einer SMD oder bedrahteten Diode.
Ich könnte mir vorstellen, dass eine bedrahtete Version eine
höhere Verlustleitung verträgt, weil diese die Wärme besser
über die große Körperfläche und die zusätzlichen
Zuleitungsdrähte auch noch abführen kann.

Das ist nicht zwingend so.
Bei SMD kann über die Kontaktflächen direkt auf kürzestem Wege
die Wärme zur Leiterplatte abgeführt werden. Dadurch vergrrößert
sich die effektive Oberfläche erheblich.

Konkret habe ich diese beiden Dioden ins Auge gefasst.
http://www.reichelt.de/SB-SKE-4F-Dioden/SB-390/index…
ION=3;LA=444;GROUP=A415;GROUPID=2991;ARTICLE=14909;START=0;SORT
=artnr;OFFSET=100;SID=32eqneNawQASAAADluBdscf1c4acfe1358fefd99e
f7b2754ae8af

hier die SMD Version
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=A412;GROUPID=…
LE=95199;SID=32eqneNawQASAAADluBdscf1c4acfe1358fefd99ef7b2754ae
8af

Würde eher so eine nehmen:
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=95385:stuck_out_tongue_winking_eye:ROVI…

Die kannst du dann auch für den Schaltregler benutzen.
Gruß Uwi