Wirkungsgrad Step-Up bei untersch. Diodedurchbruchspg.

[Theoretiker (Gast)]

Hallo,

gibt es eigentlich eine Abhängigkeit von dem Wirkungsgrad eines Step-Up 
Wandlers und der Durchbruchspannung (Vorwärts) der beteiligten Diode?

Wenn die Diode eine höhere Durchbruchspannung besitzt, müsste doch 
meiner Meinung nach die Ausgangsspannung schwieriger erhöht werden, d.h. 
die Pumpe müsste öfter anlaufen und infolgedessen sollte doch 
theoretisch der Wirkungsgrad etwas niedriger sein...

ist dies korrekt?

mfg

[Max G. (l0wside)]

Richtig. Mit Rechnen kann man das konkretisieren.

Max

[Dietrich L. (dietrichl)]

Theoretiker schrieb:
> Durchbruchspannung (Vorwärts)

also meinst Du "Durchlassspannung"??

[Peter II (Gast)]

Theoretiker schrieb:
> ist dies korrekt?

es ist viel einfacher:

Wenn die Spannung an der Diode bei gleichem Strom höher ist, dann setzt 
die Diode eine höhere Leistung in Wärme um. Und damit sinkt der 
Wirkungsgrad der gesamte schaltung. Dabei spielt es überhaupt keine 
Rolle wo diese Diode verbaud ist.

[Theoretiker (Gast)]

...nun,

ich habe mitlerweile ein paar Tests durchgeführt.

Zwei verschiedene Diodentypen, deren einziger Unterschied in einer etwas 
anderen Durchlassspannung liegt. Die Differenz ist bei nur 10mV.
Die Diode mit der höheren Durchbruchspannung besitzt außerdem die 
doppelte Durchbruchspannung von 40V anstelle von 20V.

Das Problem:
Die Schaltung verbraucht bei der Diode mit der höheren Durchlassspannung 
tatsächlich minimal weniger Strom, als mit der anderen Diode...

...Der UNterschied ist nicht hoch, aber das widerspricht irgendwie 
meiner Grundthese... einzig Temperatureinflüsse würden mir noch 
einfallen... die Messungen laufen immer über viele Stunden...
Gibt es noch weitere Ideen, woran es liegen kann?

[Flo (Gast)]

Neben den Durchlassverlusten gibt es ja auch noch Schaltverluste. Diese 
werden vermutlich bei der Diode mit höherer Durchlassspannung etwas 
höher sein.

[Carsten R. (kaffeetante)]

Schau mal nach Trr reverse recovery time. Die Diode wechselt ständig 
zwischen leitend und sperrend, je nachdem in welche Richtung die 
Spannung anliegt. Aber wenn die Spannung sich umkehrt, sperrt die Diode 
nicht augenblicklich, sondern benötigt etwas Zeit zum schließen. In 
diesem Augenblich läßt sie Strom rückwärts durch. Da geht Energie 
"verloren". Trr sollte also in Bezug auf die Effizienz möglichst klein 
sein, damit die Diode möglichst wenig in die verkehrte Richtung 
durchläßt und möglichst schnell schließt, wenn sich die Spannung am 
Bauteil umkehrt.

Ferner haben Dioden auch eine parasitäre Kapazität. Je höher die 
Frequenz wird, um so mehr Strom wird über die Kapazität 
"kurzgeschlossen." Vergleiche Kondensatoren bei hoher Frequenz. 
Kondensatoren schließen Hochfrequenz kurz.

Im Datanblatt stehen so einige Parameter. Die Vorwärtsspannung / 
Durchlassspannung ist nicht das Einzig Relevante, erst recht nicht im 
Schaltbetrieb wie bei einem Step-up-Wandler.

Nebenbei: Du sprichst von der Durchlassspannung und nicht von der 
Durchbruchspannung. Mit der Durchbruchspannung bezeichnet man die 
Spannung, ab der der Strom die Diode in Sperrrichtung überwindet. Die 
Spannung durchbricht die Sperre.

[Gregor B. (Gast)]

Um diesen Effekt zu verringern, gibt es synchrone Step-Ups, die benutzen 
statt einer Diode einen MOSFET und verringern dadurch die 
Durchlassverluste.
Beispiel:
Diodes AP6714

[Frank B. (f-baer)]

Theoretiker schrieb:
> ...nun,
>
> ich habe mitlerweile ein paar Tests durchgeführt.
>
> Zwei verschiedene Diodentypen, deren einziger Unterschied in einer etwas
> anderen Durchlassspannung liegt. Die Differenz ist bei nur 10mV.
> Die Diode mit der höheren Durchbruchspannung besitzt außerdem die
> doppelte Durchbruchspannung von 40V anstelle von 20V.
>
> Das Problem:
> Die Schaltung verbraucht bei der Diode mit der höheren Durchlassspannung
> tatsächlich minimal weniger Strom, als mit der anderen Diode...
>
> ...Der UNterschied ist nicht hoch, aber das widerspricht irgendwie
> meiner Grundthese... einzig Temperatureinflüsse würden mir noch
> einfallen... die Messungen laufen immer über viele Stunden...
> Gibt es noch weitere Ideen, woran es liegen kann?

Du suchst den Reverse Current Ir. Mit dem wird nämlich dein 
Ausgangskondensator zusätzlich entladen. Eine höhere Spannungsfestigkeit 
bringt auch immer geringeren Ir mit sich, das kompensiert in diesem 
speziellen Fall den Einfluss der Flussspannung Uf.
Wenn du mal eine PMEG6010 und eine B360 bei ca. 100mA Laststrom 
vergleichst, dann wirst du feststellen, dass mit der PMEG6010 DEUTLICH 
bessere Wirkungsgrade erreichbar sind, weil sowohl Flussspannung als 
auch reverse current viel niedriger sind.

[Theoretiker (Gast)]

Hallo,

vielen Dank für die Antwort. Scheint mir eine logische Erklärung zu 
sein. Doof nur, dass sich das Datenblatt über den Reverse-Current 
ausschweigt, sonst hätte man selber darauf kommen können...

mfg