Guten Morgen, ich bin auf der Suche nach einer Schottky Diode für eine Bootstrap-Schaltung. Schottky bevorzuge ich, da kleinere Flussspannung und kein Reverse Recovery (entsprechend kann Snubber weg bleiben). Die Zwischenkreisspannung ist im Bereich 100V (<120). Gehäuse soll möglichst SMA oder SMB sein. Auf der Suche nach geeigneten Schottkys, die bei >=150V V_RRM eher spärlich werden bin ich u.a. auf folgende gestossen: STPS1150 (https://www.st.com/resource/en/datasheet/stps1150.pdf) Auf der Titelseite steht da: "This 150 V power Schottky rectifier is ideal for switch mode power supplies on up to 24 V rails and high frequency converters." Ich bin mir bewusst, dass mit steigender Sperrspannung und Temperatur die Leckströme und damit die Verluste stark ansteigen und ein thermal runnaway droht. Die Gefahr beginnt aber noch lange nicht bei 24V?! Folgendes habe ich abgeschätzt: Bei 125°C Junction habe ich bei 125V und einem Faktor 5 zwischen typ. und max. Werten einen maximalen Leckstrom von ~0.5mA, was ~60mW sind. Das verursacht einen sehr kleinen Temperaturanstieg (30K/W junction-lead, auf dem PCB wahrscheinlich nochmals ähnliche Grössenordnung). Also: was soll der Kommentar zu 24V? Habe ich etwas übersehen? Welche Schottky mit o.g. könnt ihr stattdessen empfehlen?
Terminator schrieb: > Schottky bevorzuge ich, da kleinere Flussspannung > und kein Reverse Recovery Da die Flussspannung bei Schottkys mit der Sperrspannung ansteigt, haben sie gegenüber Fast Recovery Dioden bei hoher Sperrspannung kaum Vorteile. Terminator schrieb: > die bei >=150V V_RRM eher spärlich werden Eben deshalb.
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Terminator schrieb: > ich bin auf der Suche nach einer Schottky Diode für eine > Bootstrap-Schaltung. Schottky bevorzuge ich, da kleinere Flussspannung > und kein Reverse Recovery (entsprechend kann Snubber weg bleiben). Vollkommen sinnlos. Die vielleicht 300-400mV mehr an Flußspannung haben bei einer Bootstrap-Schaltung keine Bedeutung. Vorzeitige Optimierung ist die Wurzel vielen Übels.
Ihr habt ja schon recht, trotzdem bleibt die Frage zu der merkwürdigen Angabe im Datenblatt. Es gibt auch Datenblätter mit einer max. RMS reverse voltage < reverse peak voltage. Zielen die alle auf den thermal runnaway ab? Oder gibt es da sonst noch ein Geheimnis? Ich schliesse aus euren Antworten, dass ihr bei 100V DC-Link schon gar keine Schottky in Betracht ziehen würdet? Ich hatte im Sinn, dass wenn es eine geeignete Schottky gibt, dass ich dieser den Vorrang gebe. Heisst nicht, dass es sein muss. Geht nicht so sehr um eine vorzeitige Optimierung bzw. der erste Schuss soll halt nicht so weit vom Ziel weg sein.
(prx) A. K. schrieb: > Da die Flussspannung bei Schottkys mit der Sperrspannung ansteigt, haben > sie gegenüber Fast Recovery Dioden bei hoher Sperrspannung kaum > Vorteile. Je nach genauer Typauswahl zum Vergleich (abhängig von der genauen Betriebsfrequenz muß man mit Fast Recovery oder Ultra fgast Recovery vergleichen - aber sogar bei Schottkys, die natürlich allg. auch bei höchsten Frequenzen nutzbar sind, gibt es feine Unterschiede abh. v. genauen Typ halt) kann eine PN Diode auch mal mit geringerer V_F glänzen... ist so einigen gar nicht bekannt, wie mir kürzlich auffiel. Also genau hinsehen (viele Typen präzise vergleichen). Hier allerdings: Falk B. schrieb: > Vollkommen sinnlos. Die vielleicht 300-400mV mehr an Flußspannung haben > bei einer Bootstrap-Schaltung keine Bedeutung. ist exakt das zutreffend. Das macht nichts aus, das ist so. Und genau deshalb tut da für XXkHz normalerweise eine UF400X. Willst Du da nicht lieber Tipps, was Du evtl. wirklich ganz besonders gut oder noch besser machen könntest dabei, wozu Du Schaltplan(-ausschnitt) liefern, Werte angeben, und Verwendung spezifizieren solltest? Highside Bootstrap bedarf nämlich je nach genauem Einsatzzweck evtl. an völlig anderer Stelle eingehender Optimierung (bzw. weiterer, in der Grundschaltung nicht vorh. BE oder BE-Werte). Zeig' doch mal her.
Falk B. schrieb: > Vorzeitige Optimierung ist die Wurzel vielen Übels. So wie nebensächliche Parameter vorgeben.
Terminator schrieb: > Es gibt auch Datenblätter mit einer max. RMS > reverse voltage < reverse peak voltage. Zielen die alle auf den thermal > runnaway ab? Oder gibt es da sonst noch ein Geheimnis? "reverse peak" dürfte kurzzeitig/selten erlaubt sein. Und die Sperrspannungsspezifikationen gibt es zu einem einzigen Zweck: Um den Durchbruch zu vermeiden. (Nix Verluste.) Wieso die 24V Rails spezifizieren kann ich aber nur raten: Z.B. beim Sperrwandler liegt nämlich zu Beginn der Sperrphase (der Diode, das ist beim Flyback ja nicht zugleich die des Schalters) >= 2*V_aus an - vielleicht finden die das bei der nächsten Standard-Rail 48VDC schon "höher als gut/sicher ist"?
Terminator schrieb: > Ihr habt ja schon recht, trotzdem bleibt die Frage zu der merkwürdigen > Angabe im Datenblatt. Was meinst du genau? >Auf der Titelseite steht da: "This 150 V power Schottky rectifier is >ideal for switch mode power supplies on up to 24 V rails and high >frequency converters." Das ist Marketinggeblubber. Man braucht im Normalfall keine 150V Sperrspannung in einem 24V Wandler. Da reichen eher 50V. > Es gibt auch Datenblätter mit einer max. RMS > reverse voltage < reverse peak voltage. Naja, RMS ist meistens auf Sinus bezogen, und dessen Spitzenwert liegt halt bei 1,41*Urms. > Zielen die alle auf den thermal > runnaway ab? Nein. > Oder gibt es da sonst noch ein Geheimnis? > Ich schliesse aus euren Antworten, dass ihr bei 100V DC-Link schon gar > keine Schottky in Betracht ziehen würdet? Doch, aber nicht für eine Bootstrap-Schaltung für die Treiber, bestenfalls für den Leistungspfad. Aber auch dort hat eine Schottkydiode nur noch wenig Vorsprung gegenüber einen schnellen bzw. ultraschnellen Siliziumdiode. > Ich hatte im Sinn, dass wenn > es eine geeignete Schottky gibt, dass ich dieser den Vorrang gebe. Wozu? Das ist reine Autosuggestion, auf gut Deutsch, Selbstverarschung. > Heisst nicht, dass es sein muss. Geht nicht so sehr um eine vorzeitige > Optimierung bzw. der erste Schuss soll halt nicht so weit vom Ziel weg > sein. Also doch. Mein Gott, du konzentrierst dich auf totale Nebensächlichkeiten und hast einen ungesunden Hang zum Perfektionismus. Ingenieursmäßiges Vorgehen sieht anders aus. So gut wie nötig, so einfach wie möglich.
Falk B. schrieb: > Das ist Marketinggeblubber. Schwer zu fassen, aber ich denke, das stimmt leider. :-( > Also doch. Mein Gott, du konzentrierst dich auf totale > Nebensächlichkeiten und hast einen ungesunden Hang zum Perfektionismus. > Ingenieursmäßiges Vorgehen sieht anders aus. Optimierung an wirksamer Stelle hingegen ist total ok, da wird auch kein Ingenieur widersprechen (obwohl der BWLer sich auch hierzu äußern wird). Daß Optimierung an nutzloser Stelle nichts bringt, muß ihm allerdings noch voll bewußt werden - dann lernt er draus.
Falk B. schrieb: > Wozu? Das ist reine Autosuggestion, auf gut Deutsch, Selbstverarschung. Kein reverse recovery & damit kein Snubber. Mag ein Detail sein, aber wenn nichts gegen eine Schottky spricht, warum nicht? Falk B. schrieb: > Also doch. Mein Gott, du konzentrierst dich auf totale > Nebensächlichkeiten und hast einen ungesunden Hang zum Perfektionismus. > Ingenieursmäßiges Vorgehen sieht anders aus. Danke, ich werde mir das sehr zu Herzen nehmen. SPQR schrieb: > Optimierung an wirksamer Stelle hingegen ist total ok, da > wird auch kein Ingenieur widersprechen (obwohl der BWLer > sich auch hierzu äußern wird). > > Daß Optimierung an nutzloser Stelle nichts bringt, muß ihm > allerdings noch voll bewußt werden - dann lernt er draus. Es geht ja gar nicht um Optimierung. Die Frage war: warum keine Schottky. Und eure Argumente warum eine PN-Diode besser ist, das wäre eine Optimierung. Und keines der Argumente für die Optimierung zur PN-Diode hat mich überzeugt. Falk B. schrieb: > So gut wie nötig, so einfach wie möglich. Darum ja die Frage. Herrgott. Mir ist bewusst, dass es auch mit einer PN-Diode möglich ist. Ich wollte wissen, was gegen eine Schottky spricht und insbesondere gegen die konkret benannte. So einfach wie möglich heisst (zumindest für mich) eben: Schottky. Falk B. schrieb: > Das ist Marketinggeblubber. Man braucht im Normalfall keine 150V > Sperrspannung in einem 24V Wandler. Da reichen eher 50V. SPQR schrieb: > Wieso die 24V Rails spezifizieren kann ich aber nur raten: Danke noch für diese sachdienliche Hinweise. Das war ja die ursprüngliche Frage. Sowohl in der Simulation wie auch mit der Überschlagsrechnung inkl. grosszügiger Annahmen betr. Leckstrom sehe ich keinen Grund, besagte Diode nicht einzusetzen. Falk B. schrieb: > Doch, aber nicht für eine Bootstrap-Schaltung für die Treiber, > bestenfalls für den Leistungspfad. Aber auch dort hat eine Schottkydiode > nur noch wenig Vorsprung gegenüber einen schnellen bzw. ultraschnellen > Siliziumdiode. Nur weil die Schottky nur noch wenig Vorsprung hat (hat aber noch), eine PN-Diode einzusetzen verstehe ich beim besten Willen nicht. Was ist an der Lösung besser? Aber irgend wie kommen wir hier in eine Sackgasse... Ich bin offensichtlich ein zu schlechter Ingenieur, einfach eine Schottky einsetzen zu wollen ist schon gar anfängerhaft.
Terminator schrieb: > Falk B. schrieb: >> Wozu? Das ist reine Autosuggestion, auf gut Deutsch, Selbstverarschung. > > Kein reverse recovery & damit kein Snubber. Was redest du laufend über einen Snubber? An der Bootstrap-Diode? >> Daß Optimierung an nutzloser Stelle nichts bringt, muß ihm >> allerdings noch voll bewußt werden - dann lernt er draus. > > Es geht ja gar nicht um Optimierung. Die Frage war: warum keine > Schottky. Und eure Argumente warum eine PN-Diode besser ist, das wäre > eine Optimierung. Und keines der Argumente für die Optimierung zur > PN-Diode hat mich überzeugt. Die Schottky ist teurer. Sie hat einen höheren Sperrstrom. Sie spart wenn überhaupt, dann nur mW ein. Das überzeugt dich nicht? > So einfach wie möglich heisst (zumindest für mich) eben: Schottky. Dann solltest du mal deine Vorurteile neu justieren. Wenn Schottky-Dioden in allen Belangen besser wären, gäbe es gar keine FR oder UFR Dioden mehr. Des Rätsels Lösung: sind sie gar nicht. >> Falk B. schrieb: >> aber nicht für eine Bootstrap-Schaltung für die Treiber, >> bestenfalls für den Leistungspfad. Aber auch dort hat eine Schottkydiode >> nur noch wenig Vorsprung gegenüber einen schnellen bzw. ultraschnellen >> Siliziumdiode. > > Nur weil die Schottky nur noch wenig Vorsprung hat (hat aber noch), eine > PN-Diode einzusetzen verstehe ich beim besten Willen nicht. Was ist an > der Lösung besser? Mit dem verstehenden Lesen hapert es offensichtlich. Die Schottky-Diode hat nur wenig Vorsprung im Leistungspfad. Sie hat gar keinen Vorteil im Bootstrappfad. Wenn es um den Leistungpfad geht muß man auch das mal scharf kalkulieren. Wieviel Mehrkosten stehen den vielleicht 0.5% mehr Wirkungsgrad gegenüber?
Terminator schrieb: >> So gut wie nötig, so einfach wie möglich. > > Darum ja die Frage. Herrgott. Mir ist bewusst, dass es auch mit einer > PN-Diode möglich ist. Ich wollte wissen, was gegen eine Schottky spricht U.a. der hohe Leckstrom bei hohen Temperaturen. Gerade bei deiner Bootstapschaltung ist ein hoher Leckstrom eher kontraproduktiv. Es wäre schon arg albern, wenn der Leckstrom der Diode in der gleiche Größenordung liegt wie der Stromverbrauch des High Side Treibers. > und insbesondere gegen die konkret benannte. So einfach wie möglich > heisst (zumindest für mich) eben: Schottky. Dann nimm sie und werde glücklich.
Ich sehe, teilweise haben wir wohl aneinander vorbei geredet/optimiert. Dass Schottkys in allen belangen besser sind, habe ich nie behauptet. Der erhöhte Leckstrom ist mir bewusst &/ egal, so lange a) die Verluste nicht zu hoch werden b) die Bootstraperei noch zufriedenstellend funktioniert (siehe auch 2.) Beides ist nicht der Fall, wenn man dem Datenblatt trauen und die 24V-Bemerkung ignorieren darf. 1. Auf Schottky bin ich deshalb so scharf, da andere Bootstrap-Dioden (z.B. US1D) in der Simulation durch das reverse recovery stark schwingen und dies nur mit einem Snubber zu bändigen ist. Dies bereits bei 10nH Zuleitungsinduktivität, was ich jetzt mal noch als gnädig erachte. Kann auch sein, dass das reale System sich besser verhält... Aber ohne zumindest Platz vorsehen wage ich nicht auf einen Snubber zu verzichten. 2. Der Stromverbraucuh auf der Highside ist ~4mA, also eher "viel". Die absolut worst case Annahme von 0.5mA Leck durch die Schottky fällt da also noch nicht mal so ins Gewicht. 3. Die Kosten habe schon gar nicht beachtet. Spielt auch "keine" Rolle. Mir sind 2 Bauteile (Snubber) weggelassen mehr wert als ein paar Cent. Darum kam ich überhaupt erst auf den Trichter. In der Hoffnung nicht als einer der berühmten Salami-Taktiker abgestempelt zu werden, hier noch ein paar Infos: Schaltfrequenz ist ~20kHz, minimaler Duty cycle ~1% (und: Bootstrap C muss nicht in einem 1%-puls geladen werden), Bootstrap-C wird ~1uF. Die Infos liefere ich erst jetzt, da ich wirklich nur eine Frage auf die komischen 24V-DC Link im Schottky-Datenblatt wollte.
Terminator schrieb: > 1. Auf Schottky bin ich deshalb so scharf, da andere Bootstrap-Dioden > (z.B. US1D) in der Simulation durch das reverse recovery stark schwingen > und dies nur mit einem Snubber zu bändigen ist. Und du glaubt der Simulation? Das solltest du nicht . . . Gerade solche Effekte treten nur allzu oft als Simulationsartefakte auf, d.h. der Effekt entsteht durch diverse Probleme in der Simulation, nicht aber in der Realität. Allerdings ist es schwierig zu erkennen, was ein Simulationsdreckeffekt ist und was real ist. Dazu braucht es viel Erfahrung und immer wieder den Vergleich zwischen Simulation und realer Messung, die natürlich auch viele Probleme hat. Auch da kann man sehr schnell viel Unsinn messen. Aber an einer Bootstrapdiode hab ich noch nie einen Snubber gesehen und die Reverse Recovery ist da auch nie ein Thema. Klar, ne 1N4004 reicht dort nicht. > Schaltfrequenz ist ~20kHz, minimaler Duty cycle ~1% (und: Bootstrap C Macht 0,5us Pulsdauer, hmm. > muss nicht in einem 1%-puls geladen werden), Bootstrap-C wird ~1uF. Muss er auch gar nicht, es müssen nur die Verluste ausgeglichen werden. Bei 1% Einschaltdauer gibt es auch nur 1% der Verluste.
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