Hallo zusammen, ich habe ein PCB zur Inbetriebnahme bekommen. Darauf verbaut ist ein Laser-Treiber der 4A sehr schnell (1-2ns on, 200-300ps off) schalten kann. Um im Ausschaltzeitpunkt die Eingänge des Treibers zu schützen, wurde eine Zener-Diode verbaut. Wenn der Laser ausschaltet, gibt es nun Störungen. Ich wollte mich mal rückversichern: Meiner Meinung nach ist eine Zener-Diode als "Freilaufdiode" nicht die richtige Wahl, da sie viel zu träge ist. Die Bessere Wahl wäre eine Schottky, da diese den Strom, der durch die Induktivitäten des Stromkreises weiterfließen will, schneller wieder ableiten kann. Leider finde ich keine Angaben, wie schnell so eine Zener Diode schalten kann. Bei den Schottky gibt es immer eine Angabe im Datenblatt. Kann es helfen, die Zener gegen eine Schottky zu tauschen? Vielen Dank!
diode_idiod schrieb: > Hallo zusammen, > > ich habe ein PCB zur Inbetriebnahme bekommen. > > Darauf verbaut ist ein Laser-Treiber der 4A sehr schnell (1-2ns on, > 200-300ps off) schalten kann. > > Um im Ausschaltzeitpunkt die Eingänge des Treibers zu schützen, wurde > eine Zener-Diode verbaut. ??? > Wenn der Laser ausschaltet, gibt es nun Störungen. Welcher Art? > Ich wollte mich mal rückversichern: > Meiner Meinung nach ist eine Zener-Diode als "Freilaufdiode" nicht die > richtige Wahl, da sie viel zu träge ist. Kommt drauf an. In Vorwärtsrichtung ist auch eine Wald-und Wiesendiode ziemlich schnell. Und das ist die Hauptaufgabe beim Freilauf. > Die Bessere Wahl wäre eine Schottky, da diese den Strom, der durch die > Induktivitäten des Stromkreises weiterfließen will, schneller wieder > ableiten kann. Nö. > Leider finde ich keine Angaben, wie schnell so eine Zener Diode schalten > kann. Ist auch selten bis nie spezifiziert. > Bei den Schottky gibt es immer eine Angabe im Datenblatt. > Kann es helfen, die Zener gegen eine Schottky zu tauschen? Dazu müßte man deinen Schaltplan kennen. Siehe Netiquette.
diode_idiod schrieb: > Um im Ausschaltzeitpunkt die Eingänge des Treibers zu schützen, wurde > eine Zener-Diode verbaut. Wie wärs mit einem Schaltplan?
diode_idiod schrieb: > Wenn der Laser ausschaltet, gibt es nun Störungen. Hi, die Funktion des Gerätes selber wird beeinträchtigt, oder wieder eine EMV-Fragestellung bezüglich Zertifizierung? Die ganze Konstruktion muss im Zusammenhang gesehen werden. Man braucht mehr Details. Ein Allheilmittel für alle möglichen Fälle gibt es wohl nicht. Könnte mir gut vorstellen, dass PCB Layout und das "Drumherum" ein gewisses Optimierungspotenzial aufweisen könnten. ciao gustav
diode_idiod schrieb: > Meiner Meinung nach ist eine Zener-Diode als "Freilaufdiode" nicht die > richtige Wahl, da sie viel zu träge ist. Nein. > Die Bessere Wahl wäre eine Schottky Nein. Es geht bei der Zener um das Eintreten des Lawinendurchbruchs, nicht die Sperrverzögerungszeit. Dein Problem werden Transienten auf Leitungen sein in denen sich der Strom in ps ändern soll, z.b. Masseleitung. Kurz und dick und moglichst gleich Koax definierter Impedanz. Sprich: du lernst gerade, was die Magie an EMV ist.
diode_idiod schrieb: > Darauf verbaut ist ein Laser-Treiber der 4A sehr schnell (1-2ns on, > 200-300ps off) schalten kann. > > Um im Ausschaltzeitpunkt die Eingänge des Treibers zu schützen, wurde > eine Zener-Diode verbaut. Ein Treiber ist für mich eine Endstufe. Logikpegel rein (Eingang), Power raus (Ausgang). Warum willst Du jetzt die Eingänge schützen? Oder ist bei Dir der Eingang eines Treibers was anderes als bei mir? Fragen über Fragen. Lese doch bitte mal deinen eigenen Post so, als ob Du weder Schaltplan, noch das Gerät an sich vor deinem geistigen Auge hast. Was verstehst Du dann? Eine Z-Diode kann in Kombination mit einer Schottky schon einen Sinn haben: Wenn ich ein Magnetfeld schnell abbauen will, dann brauche ich viel Spannungs-Zeit Fläche in wenig Zeit. Ergo, muss die Spannung möglichst hoch. Wenn ich also z.B. ein Magnetventil schnell abschalten will, dann verbaue ich eine 42 V Z-Diode bei einem 100V Transistor. Dann kann ich nämlich 42V über die Abschaltperiode verheizen, die dann entsprechend kurz wird. Hätte ich nur eine Schottky als Freilauf, hätte ich 0.3-0.5V im Freilauf Fall. Dafür aber wesentlich länger.
diode_idiod schrieb: > Ich wollte mich mal rückversichern: > Meiner Meinung nach ist eine Zener-Diode als "Freilaufdiode" nicht die > richtige Wahl, da sie viel zu träge ist. Wofür solltest du in der beschriebenen Konstellation eine Freilaufdiode benötigen? diode_idiod schrieb: > Wenn der Laser ausschaltet, gibt es nun Störungen. Wie sehen die Störungen aus und wo und wie wurden die gemessen? Und was wird da gestört? MaWin schrieb: > Es geht bei der Zener um das Eintreten des Lawinendurchbruchs Wenn ein Lawinendurchbruch stattfindet, dann ist es eine Z-Diode. Das hat Clarence Zener selber vorgeschlagen. > Kurz und dick und moglichst gleich Koax definierter Impedanz. Und mit einem Treiber und mit einem Empfänger mit definierter Impedanz.
diode_idiod schrieb: > Um im Ausschaltzeitpunkt die Eingänge des Treibers zu schützen, wurde > eine Zener-Diode verbaut. Sorry, ich kann Dir nicht folgen! Welche "Einganänge" der Treibers meinst Du? Und warum sollten sich diese induktiv verhalten, so dass dort mit Schaltüberspannungen zu rechnen ist? Oder meinst Du etwa die Zenerdioden, die die Gates der zu treibenden MOSFETs/IGBTs schützen sollen? Diese liegen aber an den _AUS_gängen des Treibers. Rätsel über Rätsel... Grüßle Volker
Hallo, der Freilauf ist ja in Durchlassrichtung. Es geht eher prinzipiell um die Frage, ob eine Schottky da schneller ist, als eine Zener. Der Rest zum Laser usw. war eher (nutzloser?) Kontext. Den Schaltplan muss ich klären, ob ich den teilen kann/darf, da es nicht mein Design ist. Vielen Dank!
diode_idiod schrieb: > Es geht eher prinzipiell um die Frage, ob eine Schottky da schneller > ist, als eine Zener. Ist ein Auto schneller als ein Motorrad?
diode_idiod schrieb: > der Freilauf ist ja in Durchlassrichtung. > > Es geht eher prinzipiell um die Frage, ob eine Schottky da schneller > ist, als eine Zener. Es stellt sich vor allem die Frage, warum man an einem Lasertreiber meint, eine Freilaufdiode zu brauchen. Da ist, gerade bei DEN Schaltzeiten, eher kaum Induktivität im Spiel. > Der Rest zum Laser usw. war eher (nutzloser?) Kontext. > Den Schaltplan muss ich klären, ob ich den teilen kann/darf, da es nicht > mein Design ist. Es reicht ggf. ein Blockschaltbild.
Angehängte Dateien:
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freilaufdiode.png
18 KB
Wenn die Laser an sind, fließt Strom aus den Kapazitäten, in den Lasertreiber hinein und dann über GND zu den Kondensatoren zurück. Wenn dieser Strom nun schlagartig abgeschaltet wird, wird er durch die parasitären Induktivitäten weiter getrieben, so dass der Strom-Eingang des Treibers Schaden nehmen "könnte". Um diesen ungewollten Stromfluss "abzubauen", wird eine Freilaufdiode eingesetzt, die in Durchlassrichtung den Strom wieder in die Cs ableitet. Die Frage ist nun, ob für diesen Zweck eine Schottky, oder eine Zener besser geeignet ist. Die Störungen, die ich sehe, sind im Abschaltzeitpunkt (100-200ps Bereich) des Lasers. Wahrscheinlich gibt es Schwächen im Layout, so dass Ströme auf die GND Plane induziert werden. Diesen Effekt versuche ich nun möglichst zu mindern, indem ich den "Freilaufpfad" versuche zu optimieren. Gänzlich kompensieren kann ich die Effekte sicher nicht, aber vielleicht etwas verbessern, so dass ich mehr Strom treiben kann, ohne relevante Auswirkungen. Vielen Dank!
diode_idiod schrieb: > Wenn die Laser an sind, fließt Strom aus den Kapazitäten, in den > Lasertreiber hinein und dann über GND zu den Kondensatoren zurück. > > Wenn dieser Strom nun schlagartig abgeschaltet wird, wird er durch die > parasitären Induktivitäten weiter getrieben, so dass der Strom-Eingang > des Treibers Schaden nehmen "könnte". Naja. Bei DEN Schaltzeiten können das nur ein paar Dutzend nH sein, sonst schafft man die Schaltzeiten nicht. Und ein paar nH hat auch eine normale Diode endlicher Abmessung. Da hat man wenig gewonnen. Außerdem können so ein paar nH keine große Energie speichern. E = 0,5 L I^2 = 0,5 50nH 4A^2 = 400nJ. Die schluckt auch ein HF-Transistor als Avalancheenergie (denke ich mal, hab ich nie getestet). > Um diesen ungewollten Stromfluss "abzubauen", wird eine Freilaufdiode > eingesetzt, die in Durchlassrichtung den Strom wieder in die Cs > ableitet. > Die Frage ist nun, ob für diesen Zweck eine Schottky, oder eine Zener > besser geeignet ist. Na wenn schon, dann Schottky. Aber das Konzept bleibt zweifelhaft. Jaja, es ist eine Angstdiode, aber die kann im Extremfall mehr Probleme machen als lösen. > Die Störungen, die ich sehe, sind im Abschaltzeitpunkt (100-200ps > Bereich) des Lasers. An welcher Stelle? Wie gemessen? > Wahrscheinlich gibt es Schwächen im Layout, so dass Ströme auf die GND > Plane induziert werden. Naja, derartige Schaltgeschwindigkeiten + diese Ströme sind schon Weltniveau, da muss man WIRKLICH wissen was man tut. Und selbst dann braucht es meist mehrere Anläufe und Layouts, bis man es wirklich gut hinkriegt. Bei sowas sollte man beide Leitungen als Fläche übereinander führen, mit minimaler Lagendicke. Damit minimiert man die sowohl die Selbstinduktivität als auch die Auskopplung zum Rest der Welt. > Diesen Effekt versuche ich nun möglichst zu mindern, indem ich den > "Freilaufpfad" versuche zu optimieren. Nö. Du mußt den Lastkreis optimieren. Und vieles andere auch.
diode_idiod schrieb: > Wenn dieser Strom nun schlagartig abgeschaltet wird, wird er durch die > parasitären Induktivitäten weiter getrieben, so dass der Strom-Eingang > des Treibers Schaden nehmen "könnte". Eine derartige Verkopplung von Eingangs- und Ausgangsmasse halte ich für einen Designfehler. Worum man sich allerdings kümmern sollte, sind durch Fehlanpassung auftretende Reflexionen auf der Ausgangsleitung des Treibers. Da besteht die Gefahr, die LD durch Falschpolung zu beschädigen. Weil die Energie der zweimal reflektieren Welle aber relativ gering ist, reichen hier schon recht kleine Dioden antiparallel zu den LD.
Helge schrieb: > Der Trick mit der Z-Diode statt schottky dürfte eine kleinere Kapazität > bewirken. Nö.
diode_idiod schrieb: > Den Schaltplan muss ich klären, ob ich den teilen kann/darf, da es nicht > mein Design ist. Dann kläre auch gleich, ob du das Problem teilen darfst, oder ist es dein Problem?
Falk B. schrieb: > Helge schrieb: >> Der Trick mit der Z-Diode statt schottky dürfte eine kleinere Kapazität >> bewirken. > > Nö. Den Trick gibt es durchaus. Erstens um die parasitären Kapazitäten der LED nicht zu entladen und um die Entladungszeit der parasitären Induktivitäten der Leiterschleife mit den LED klein zu halten.
Dieter schrieb: > Den Trick gibt es durchaus. Erstens um die parasitären Kapazitäten der > LED nicht zu entladen und um die Entladungszeit der parasitären > Induktivitäten der Leiterschleife mit den LED klein zu halten. Ist das geglaubt und gefühlt oder NACHWEISLICH auf einer Schaltung von DER Geschwindigkeit mal so gemacht worden? Belege bitte.
Falk B. schrieb: > Ist das geglaubt und gefühlt Das erinnerte mich an ein dickeres Datenbuch mit Applikationsbeispielen vor vielen Jahren. Da gab es mehrere Lösungen. o) eine Diode a) eine ZD b) drei Schottky-Dioden c) eine Schottky-Diode und Keramikkondensator ergänzt um eine ZD o) Leitung 1µH, 30mA ergaben an einer Freilaufdiode: Spannungsabfall 1V einen Zeitverzögerung von 30ns. Mit einer viel besseren Schottky-Diode: Spannungsabfall 0,5V sind es 60ns. a) Mit ZD Spannungsabfall 10V sind es 3...10ns. b) Drei Schottky-Dioden gegenüber 5V Betriebsspannung ergeben 5ns. c) Mit Schottky-Diode, Keramikkondensator u. ZD 20V fällt die Zeit mit der Aufladung des Keramikkondensators herunter von 60 auf 1,5ns.
Dieter schrieb: > Falk B. schrieb: >> Ist das geglaubt und gefühlt > > Das erinnerte mich an ein dickeres Datenbuch mit Applikationsbeispielen > vor vielen Jahren. Welches? > Da gab es mehrere Lösungen. Für welches Problem und welche Schaltung? > o) eine Diode > a) eine ZD > b) drei Schottky-Dioden > c) eine Schottky-Diode und Keramikkondensator ergänzt um eine ZD > > o) Leitung 1µH, 30mA ergaben an einer Freilaufdiode: 1uH ist 1m Draht. Was soll das? > Spannungsabfall 1V einen Zeitverzögerung von 30ns. > Mit einer viel besseren Schottky-Diode: > Spannungsabfall 0,5V sind es 60ns. > a) Mit ZD Spannungsabfall 10V sind es 3...10ns. > b) Drei Schottky-Dioden gegenüber 5V Betriebsspannung ergeben 5ns. > c) Mit Schottky-Diode, Keramikkondensator u. ZD 20V fällt die Zeit mit > der Aufladung des Keramikkondensators herunter von 60 auf 1,5ns. Du redest von einer Schaltung, die außer dir keiner kennt und sieht. Das ist nutzlos.
diode_idiod schrieb: > Um diesen ungewollten Stromfluss "abzubauen", wird eine Freilaufdiode > eingesetzt, die in Durchlassrichtung den Strom wieder in die Cs > ableitet. Wie fließt er dann weiter, um den Stromkreis zu schließen? Nein, der fließt nicht in die Kondensatoren, sondern oben wieder in die Laserdioden. Wenn Du die Energie nach dem Abschalten schnell aus den LDioden holen möchtest, würde ich mit einer Spule in Reihe zu einem Widerstand, parallel zu Deiner Freilaufdiode spielen. Die Spule sollte etwa die Energie aufnehmen, wie Du abbauen möchtest. Bei einem Strom etwa so groß wie der Betriebsstrom. (Dafür der Widerstand.) Bedeutet für den Treiber natürlich doppelten Strom. Natürlich kleiner anfangen und messen. Gruß Jobst
Das Problem ist nicht einmal unbedingt die Trägheit sondern das die Zener snappig schaltet, d.h. sie erzeugt Oszillationen beim Schalten. Was du suchst ist eine schnell und soft schaltende Diode, das kann z.B. ne Schottky sein wegen der geringen Speicherladung. SiC Schottky z.b.
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