Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suppressor oder Freilaufdiode? Wann was?


von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hallo zusammen,

wenn man eine induktive Last abschaltet, dann hilft ja gegen 
Spannungsspitzen, wie ich es verstanden habe, eine zur Last antiparallel 
geschaltete Freilaufdiode.

In welchen Fällen nimmt man statt dessen besser Suppressordioden?

Danke und viele Grüße
KAR

von foo (Gast)


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Die geringer Flußspannung der Freilaufdiode verzögert den Abbau des 
Magnetfeldes.
Wenn das schneller passieren soll, muss man eine gewisse Spannung an der 
Induktivität zulassen. Dafür eignen sich Zenerdioden in Reihe mit der 
Freilaufdiode, oder bidirektionale Suppressordioden deren 
Durchbruchspannnug höher als die maximale Btriebsspannung ist.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Ahhhhhhhhhh!!!!

Das ist eine gute Erklärung verständlich formuliert. :-))

Danke :-)

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


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foo schrieb:
> Die geringer Flußspannung der Freilaufdiode verzögert den Abbau des
> Magnetfeldes.
Weil dann der Widerstand der Spule die gespeicherte Energie in Wärme 
umsetzen muss. Bei der höheren Spannung einer Suppressordiode bekommt 
die dann mehr Leistung und damit die in der Spule gespeicherte Energie 
ab...

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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foo schrieb:
> Die geringer Flußspannung der Freilaufdiode verzögert den Abbau des
> Magnetfeldes.

Kann man das eigentlich durch umpolen beschleunigen??

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Aber Spulen können doch meistens eh jede Menge Wärme aufnehmen, da sie 
durch ihre Masse eine relativ große Wärmekapazität haben - denke ich 
mal.
Wenn natürlich sehr häufig in kurzer Zeit abgeschaltet wird, ist es 
natürlich vorteilhaft, wenn die anfallende Energie auf mehrere Schultern 
(Suppressor und Spule) verteilt wird.

von Peter R. (pnu)


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Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Kann man das eigentlich durch umpolen beschleunigen??

Alles nur eine Frage des Aufwands.

Gelegentlich fand man bei Sperrwandlern eine Zusatzwicklung zur 
"Rückspeisung" über eine Diode nach Vcc, sodass die überschüssige 
Energie in den Pufferkondensator der Versorgungsspannung zurückgeführt 
wurde.

Das hatte den zusätzliche Vorteil, dass die Ausgangsspannung mit der 
Versorgungsspannung verkettet war und so ohne aufwändige Regelung 
relativ konstant blieb.

von Harald W. (wilhelms)


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Peter R. schrieb:

> Gelegentlich fand man bei Sperrwandlern eine Zusatzwicklung zur
> "Rückspeisung" über eine Diode nach Vcc,

Warendas nicht eher Durchflusswandler? Bei Sperrwandlern geht die
Energie in die Last.
Gruss
Harald

von Falk B. (falk)


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@ Harald Wilhelms (wilhelms)

>> Gelegentlich fand man bei Sperrwandlern eine Zusatzwicklung zur
>> "Rückspeisung" über eine Diode nach Vcc,

>Warendas nicht eher Durchflusswandler?

Ja.

> Bei Sperrwandlern geht die Energie in die Last.

Ja, aber das Streufeld kann man bei hohen Leistungen und exotischen 
Varianten auch beim Sperrwandler "recyclen". Ist aber sehr selten.

von Georg (Gast)


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Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Kann man das eigentlich durch umpolen beschleunigen??

Klar, aber dann musst du rechtzeitig abschalten (wenn der Strom gerade 
Null ist).

Georg

von Thomas L. (ics1702)


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Lothar Miller schrieb:
> foo schrieb:
>> Die geringer Flußspannung der Freilaufdiode verzögert den Abbau des
>> Magnetfeldes.
> Weil dann der Widerstand der Spule die gespeicherte Energie in Wärme
> umsetzen muss. Bei der höheren Spannung einer Suppressordiode bekommt
> die dann mehr Leistung und damit die in der Spule gespeicherte Energie
> ab...

Warum steigt die Leistung P der Spule nicht durch die höhere Spannung an 
der Spule?
Gilt hier nicht P=U^2/R

Gruß Thomas

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Georg schrieb:
> Klar, aber dann musst du rechtzeitig abschalten (wenn der Strom gerade
> Null ist).


Zum Verständnis ein kleines Gedankenexperiment:
Ich nehme einen Kondensator mit der Speicherkapazität der Spule.

Den lege ich parallel zu Spule und lade ihn auf.  Beim Ausschalten pole 
ich ihn um. Nun fließt der umgekehrte Strom durch die Spule und das 
Magnetfeld baut sich sehr schnell ab.

Stimmt das so?

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


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Thomas L. schrieb:
> Warum steigt die Leistung P der Spule nicht durch die höhere Spannung an
> der Spule? Gilt hier nicht P=U^2/R
Logisch steigt die Leistung, sie liegt allerdings wesentlich kürzer an. 
Somit ist die umgesetzte Energie in der Spule deutlich niedriger...

Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Stimmt das so?
Nein. Der Denkfehler liegt da:
> Nun fließt der umgekehrte Strom durch die Spule
Es fließt im Abschaltaugenblick eben nicht der umgekehrte Strom, 
sondern es fließt in der ersten Nanosekunde einfach der selbe Strom 
weiter (das ist die Haupteigenschaft einer Spule!), und nach und nach 
wird dieser Strom kleiner.
Mit einer Gegenspannung kannst du nur die Geschwindigkeit der 
Stromreduzierung beschleunigen. Und lustigerweise wird die Spannung im 
Kondensator nicht mal viel bringen, denn die Induktionsspannung der 
PSule kann schon locker 100V...100V erreichen. Da macht dann ein 
Kondensator, der davon z.B. 12V "abzieht", nicht mehr viel aus.

von U. B. (Gast)


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>> Warum steigt die Leistung P der Spule nicht durch die höhere Spannung an
>> der Spule? Gilt hier nicht P=U^2/R

> Logisch steigt die Leistung, sie liegt allerdings wesentlich kürzer an.
> Somit ist die umgesetzte Energie in der Spule deutlich niedriger...

Es ist so:
Die an der Spuleninduktivität beim Ausschalten entstehende Spannung
U(ind)= L*di/dt  "sieht" natürlich nicht nur den Wicklungswiderstand R, 
sondern in Reihe auch noch die Freilauf- bzw. Supressordiode.
Die Spannung und damit die momentan umgesetzte Leistung teilt sich 
entsprechend auf; eine Supressordiode bekommt davon einen ggf. grossen 
Teil ab.
Mit einer Supressordiode ist die Energie entsprechend schneller 
"vernichtet", als nur mit Freilaufdiode.

Das oben angegebene  P= U²/R  ist hier gar nicht zutreffend.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Falk Brunner schrieb:
>> Bei Sperrwandlern geht die Energie in die Last.
>
> Ja, aber das Streufeld kann man bei hohen Leistungen und exotischen
> Varianten auch beim Sperrwandler "recyclen". Ist aber sehr selten.

regenerative Streufeldentsorgung
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap9/Kapitel9.html#9.2

Wann man welchen Weg geht hängt von der verfolgten Absicht ab. Manchmal 
ist eine Rückführung zur Quelle nicht geeignet oder man möchte 
Beispielsweise den Strom einer Relaisspule schnell reduzieren so daß es 
schnell losläßt. Dann benötigt man mehr als eine einfache Diode, z.B. 
zusätzlich ein Ziel für die Ableitdiode mit geeigneter Spannungslage und 
Aufnahmefähigkeit.

So schützt man z.B. die Gates von Mosfets mit Suppressordioden gegen 
Überspannung. Eine Konstruktion Spannungsspitzen zu einem geeigneten 
Ziel abzuleiten wäre unter Anderem zu umständlich im Vergleich zum 
Verheizen per Suppressordiode in Richtung Source. Da ohnehin der Source 
der Bezugspunkt für die Spannungsbelastung des Gates ist, ist eine 
Lösung die sich unmittelbar auf Source bezieht optimal bezüglich der 
Spannungslage/Schutzfunktion.

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