Brückengleichrichter GBU806 wird sehr heiß

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10.02.2016, 20:15
demmy

Brückengleichrichter GBU806 wird sehr heiß

Hallo zusammen,

ich habe mal eine Frage zu dem GBU806 Brückengleichrichter.

Ich habe eine PWM-Schaltung aufgebaut um 12V mittels eines MOSFET mit ca. 100Hz zu schalten.

Die Schaltung funktioniert soweit einwandfrei, lediglich der Gleichrichter mit dem Ich die Versorgungsspannung (12V AC) richte wird extrem heiß.
Ich habe den GBU806 mit ca. 3 A belastet und er wurde dabei so heiß, dass er sich fast selbst aus der Platine gelötet hat.

Jetzt meine Frage: Liegt die extreme Temperatur einfach nur an der mangelhaften Kühlung des Gleichrichters oder hat er ein generelles Problem mit dem gepulsten Strom? Gibt es evtl. einen Typ der für solche Anwendungen besser geeignet ist und evtl. ohne Kühlkörper auskommt?
Laut Datenblatt kann er bis zu 8A.

Vielen Dank für eure Hilfe.
10.02.2016, 20:54
Peter(TOO)

Hallo,

Zitat:

Zitat von demmy

Die Schaltung funktioniert soweit einwandfrei, lediglich der Gleichrichter mit dem Ich die Versorgungsspannung (12V AC) richte wird extrem heiß.
Ich habe den GBU806 mit ca. 3 A belastet und er wurde dabei so heiß, dass er sich fast selbst aus der Platine gelötet hat.

Jetzt meine Frage: Liegt die extreme Temperatur einfach nur an der mangelhaften Kühlung des Gleichrichters oder hat er ein generelles Problem mit dem gepulsten Strom? Laut Datenblatt kann er bis zu 8A.

Datenblatt: http://www.diodes.com/_files/datasheets/ds21227.pdf

Seite 2, Fig. 1
Die 8A gelten gekühlt, ohne Kühlkörper sind es etwa 3.5A.
Bei Kapazitiven Lasten musst du den maximalen Strom um 20% reduzieren.

Hinzu kommt noch, dass die ganzen Angaben für 60Hz gelten.
http://www.mikrocontroller.net/attac...ichrichter.png
Das unterste Diagramm gibt den Stromverlauf durch den Gleichrichter an.

Die Fläche der Peaks entspricht dabei (ohne Verluste) der Fläche welche sich unter dem Gleichstrom ergibt.
Bei 50Hz liegen die Peaks etwas weiter auseinander, müssen also höher sein als bei 60Hz. Dafür hat die Diode etwas mehr Zeit sich abzukühlen.

Dann stellt sich noch die Frage wie gross der Ladeelko ist.
Je grösser der Elko ist, umso kleiner ist die Brummspannung, zwischen den Ladestössen sinkt die Spannung am Elko weniger ab.
Dies verkürzt dann aber wiederum die Ladepeaks, was den Spitzenstrom weiter erhöht.

Dies, und das was im Einschaltmoment geschieht, ist der Grund, dass Gleichrichterdioden entsprechend hohe Spitzenströme verkraften, auch wenn der mittlere Strom nicht so hoch ist. Hier 8A zu 200A.
Aber auch schon eine 1A Gleichrichterdiode (1N400x) verträgt schon 30A Peak.

MfG Peter(TOO)
10.02.2016, 22:27
demmy

Hi,

also ich habe einen 1000µF Elko dem Gleichrichter nachgeschaltet.

Als Spannungsquelle habe ich an den Gleichrichter einen NV Halogentrafo angeschlossen welcher Sekundärseitig 12V AC herausgibt.
Als Last habe ich entsprechend einen 35W Halogenstrahler verwendet. Der Halogenstrahler stellt ja einen Ohmschen Verbraucher dar oder?
Und bei 12V DC durch den Gleichrichter müssten das doch gerade mal ca. 3A sein die der Gleichrichter verkraften muss.
Das wäre ja noch unter den 3,5A die der GBU806 laut Datenblatt ohne Kühlkörper verkraften kann.

Wieso wird er aber dennoch so extrem heiß?
10.02.2016, 22:40
Peter(TOO)

Hallo,

Zitat:

Zitat von demmy

Wieso wird er aber dennoch so extrem heiß?

Definiere "extrem heiss" in °C.

Zu heiss, meldet der Finger ab etwa 50°C.
Ab 60°C gibt es dann Blasen an den Fingern.
Laut Datenblatt darfst du den Gleichrichter bis 100°C betreiben, da kocht Wasser schon.

MfG Peter(TOO)

MfG Peter(TOO)
11.02.2016, 08:36
nikolaus10

Zitat:

Zitat von demmy

Hi,

......Der Halogenstrahler stellt ja einen Ohmschen Verbraucher dar oder?......

Nö, ist eher eine Konstantstromsenke.

Gruesse
11.02.2016, 09:19
PICture

Hallo!

Eben ! Der Widerstand des Halogenstrahlers ist von der Temperatur des Glühfadens (Helligkeit) abhängig und ändert sich mit der angelegter Spannung.
11.02.2016, 10:22
Unregistriert

Zitat:

Zitat von nikolaus10

Nö, ist eher eine Konstantstromsenke.

Gruesse

Da ist aber ganz großer Quatsch. Eine Halogenlampe ist ein ohmscher Widerstand da es auch im Wechselstromkreis keine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom geben wird.
Die Lampe ist aber ein nichtlinearer temperaturabhängiger Widerstand. Und auf keinen Fall eine Konstrantstromsenke weil da müsste der Strom immer gleich sein. Und das ist er garantiert nicht.
Und das dürfte das Problem sein. Ein kalter Glühfaden hat einen deutlich geringeren Widerstand und zieht demzufolge auch deutlich mehr Strom. Einfach mal den Widerstand der kalten Lampe messen und du kannst dir die theoretische Leistungsaufnahme ausrechnen. Und den entsprechenden Strom.
11.02.2016, 17:49
demmy

Ok, aber was kann man tun um die Temperaturentwicklung in den Griff zu bekommen.
Ich finde selbst 50°C sind zu viel, egal ob es letztendlich 3 oder 4 A sind.

Gibt es noch eine andere Möglichkeit als mit einem Brückengleichrichter die Spannung zu richten? Etwas effektiveres?

Was haltet Ihr von dem LT4320? Der schein allerdings schwer zu beschaffen zu sein.
11.02.2016, 18:57
PICture

Zitat:

Zitat von demmy

Gibt es noch eine andere Möglichkeit als mit einem Brückengleichrichter die Spannung zu richten? Etwas effektiveres?

Einfach wäre mit überdimmensionierten Schottky Dioden bzw. Gleichrichter, weil sie niedrigeren Spannungsabfall und grössere Kontaktfläche am Kühlkörper haben.
11.02.2016, 19:54
demmy

Hi Picture,

was heißt für dich überdimensioniert? An welche Diode denkst du dabei?
Ich würde gerne max. 80W schalten.

Wie sieht es denn aus mit einem aktiven Brückengleichrichter?
11.02.2016, 20:12
PICture

Überdimensioniert heißt z.B. 50 A Dioden bzw. Brückengleichrichter für tatsächliche 5 A nehmen. Nur als Beispiel: http://www.pollin.de/shop/dt/ODQyOTU...de_SBL540.html .

Aktive Brückengleichrichter finde ich kompliziert.
12.02.2016, 08:46
nikolaus10

Hallo

Schaltnetzteil verwenden

geht auch bei nicht ohmschen Lasten :-)

vy 73
12.02.2016, 16:14
Peter(TOO)

Hallo,

Zitat:

Zitat von nikolaus10

Schaltnetzteil verwenden

Was soll das helfen?
Er hat 12V AC und um die 3A und er bekommt dadurch um die 15V DC.

Und wie wäre das Schaltnetzteil aufgebaut?
Richtig, da ist zuerst ein Gleichrichter ....

MfG Peter(TOO)
12.02.2016, 18:09
demmy

Kann man nicht auch irgendwie einen Gleichrichter mit 4 Mosfet aufbauen? Und die Spannung verlustarm Richten? Die Diode basierten Gleichrichter haben einfach zu viel Hitzeentwicklung. Ich hab bei meiner Recherche bis jetzt noch keine Diode gefunden die bei den Strömen temperaturmäßig auf einem niedrigen Level bleibt.
12.02.2016, 18:37
Unregistriert

Zitat:

Zitat von demmy

Die Diode basierten Gleichrichter haben einfach zu viel Hitzeentwicklung. Ich hab bei meiner Recherche bis jetzt noch keine Diode gefunden die bei den Strömen temperaturmäßig auf einem niedrigen Level bleibt.

Und deshalb haben solche Brückengleichrichter ein flaches Gehäuse sogar mit Loch drin damit man daran einem Kühlkörper befestigen kann. Na wer hätte das wohl gedacht?

Es ist übrigens auch nicht schwer sich doch mal die Verlustleistung am Gleichrichter auszurechnen. Weil die Wärme muss irgendwie weg sonst wird es heiß.
12.02.2016, 21:57
ARetobor

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Hallo demmy,
ja man kann aktiv gleichrichten.

Vielleicht hilft dir die PDF im Anhang weiter

Gruß
KDL
15.02.2016, 08:28
nikolaus10

Zitat:

Zitat von Peter(TOO)

Hallo,

Was soll das helfen?
Er hat 12V AC und um die 3A und er bekommt dadurch um die 15V DC.

Und wie wäre das Schaltnetzteil aufgebaut?
Richtig, da ist zuerst ein Gleichrichter ....

MfG Peter(TOO)

Ein Schaltnetzteil hat auf der sec. Seite keinen Brueckengleichrichter

Gruesse
15.02.2016, 09:13
PICture

Wegen Minderung der Verluste haben die Schaltnetzteile am Ausgang des Trenntrafos geteilte Wicklungen mit doppelten Schottky Dioden wie diese: http://www.reichelt.de/index.html?AC...H=MBR%204050PT.

Code:

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