Diode - Verständnisproblem

[021aet04]

Ich habe einmal ein Schaltbild gezeichnet, damit man besser darüber reden kann.


Als Beispiel Spannung V1=100V, Widerstand R1=100Ohm, Diode habe ich eine 1N400x Diode genommen (wegen Strom nicht die Bat43).
Die Berechnung ist nicht ganz richtig, da die Diode auch Temperaturabhängig ist, Vf ist Stromabhängig, dann kommen noch Bauteiltoleranzen hinzu,...
Für das Verständnis reicht es aber.

Fall 1: Spannung ist positiv (so wie eingezeichnet).
Diode ist in Flussrichtung, bedeutet das die Diode leitet. Es fließt ein Strom.
Uv1=100V
Ud1=Uvf=1,1V
Ur1=Uv1-Uvf=100V-1,1V=98,9V
Verlustleistungen:
Pd1=Ud1xI=1,1Vx1A=1,1W
Pr1=Ur1xI=98,9x1A=98,9W

In diesem Fall ist es wichtig das der maximale Strom nicht überschritten wird. Die Spannung ist egal, da die Diodenspannung immer Vf ist (je nach Diode bis ca. 1,5V).

Fall 2: Spannung ist negativ (+ und - von V1 vertauschen oder Diode umdrehen)
Diode ist in Sperrrichtung. Es fließt nur ein sehr geringer Strom (Leckstrom). Je nach Diode kann dieser aber auch relativ hoch werden. Ich habe gerade eine MBR2545 eingebaut, die hat einen Leckstrom von bis zu 40mA, die ist aber auch für Ströme bis 25A. Bei einer 1N400x beträgt der Leckstrom bis zu 50uA.
Zum Verständnis rechne ich ohne Leckstrom, die Diode sperrt zu 100%. Spannungen sind in der Rechnung positiv.

Uv1=100V
Ud1=Uv1=100V => weil die Diode sperrt fällt an der Diode die gesamte Spannung ab
Ur1=Uv1-Ud1=100V-100V=0V

Verlustleistungen sind 0, da kein Strom fließt.

In diesem Fall ist es wichtig das die max. Sperrspannung nicht überschritten wird.


Es gibt auch noch speziellere Dioden (wie schon geschrieben wurde) wie z.B. Supressor und Z-Dioden,... bei diesen muss man wissen wie man diese einsetzen muss und darf.
Als Beispiel werden Zenerdioden in Sperrrichtung betrieben und benötigen einen Vorwiderstand. In Flussrichtung wirken Zenerdioden wie normale Dioden.


Ich hoffe es ist jetzt verständlicher.
MfG Hannes

[Moppi]

Was mir mal wieder eingefallen ist: Spannung liegt an und Strom fließt.
Hilft mir aber vom Prinzip auch nicht. Denn am Ende nehme ich irgendwo eine Leistung X ab.
Diese Leistung muss durch die Diode durch, die geht ja nicht irgendwie dran vorbei.
Wenn die Diode diese Leistung nicht verträgt, geht sie kaputt.

was man weiß ist:

- die Spannung hinter der Diode
- der Strom, der fließen wird oder könnte
- Gleichspannung

Wenn ich die dünnen, schmalen Bahnen auf der Platine sehe, möchte ich meinen, eine 1N4002, die für 1A ausgelegt ist, sollte bei einer Spannung, nach Diode, (ca. 12V) und einen Strom, nach Diode, von 3A, welchen die Last zieht, nicht zerstört werden. Aber scheint anders zu sein. Also müsste man dann schon eine dickere Diode nehmen, die für 3A ausgelegt ist oder gar eine noch dickere, die für 5 oder 6A ausgelegt ist.
Und dann taucht der "Widerspruch" auf, dass bei 1000W (1000V und 1A, am Verbraucher) die Diode heile bleibt und bei 100W (10V und 10A, am Verbraucher) nicht, weil ja nur der Strom ausschlaggebend ist, der durch die Diode fließt.

MfG

[Klebwax]

Denn am Ende nehme ich irgendwo eine Leistung X ab.

Und was interessiert die Diode die Leistung "irgendwo"? Die heizt doch nur das "irgendwo" aber nicht die Diode auf.

eine 1N4002, die für 1A ausgelegt ist, sollte bei einer Spannung, nach Diode, (ca. 12V) und einen Strom, nach Diode, von 3A,

Der Strom fließ nicht "nach" der Diode, er fließt "durch" die Diode. Du misst also auf beiden Seiten den gleichen Strom. Kirchhoff: Strom hat keine Quellen oder Senken.

Wieso glaubst du, daß eine 1A Diode 3A aushält?

MfG Klebwax

P.S. Wozu soll die Diode denn gut sein, wenn sie an Gleichspannung betrieben wird?

[021aet04]

Vergiss einmal die Leistungen, es geht nur um Spannung und Strom im leitenden und sperrenden Zustand.

Die 1N400x Dioden gibt es mit verschiedenen Sperrspannungen (1N4001=50V => 1N4007=1000V, Ströme immer 1A).
Bei 12V ist es egal welche Diode du davon nimmst.
Wenn du die Diode in Flussrichtung betreibst ist diese Spannung auch egal (weil nur Vf "über der Diode anliegt")
Wenn die Diode in Sperrrichtung betrieben wird, liegt die gesamte Spannung an der Diode an. Hier ist es wichtig das die maximale Sperrspannung nicht überschritten wird, weil sonst die Diode durchschlägt und somit zerstört ist.

Ausschlaggebend ist nur der Strom, weil der Strom die Erwärmung hervorruft. 0 Strom => 0 Erwärmung, wenig Strom => wenig Erwärmung, viel Strom => viel Erwärmung
Die Spannung ist nur dazu da, damit der Strom überhaupt fließen kann.

P.S. Wozu soll die Diode denn gut sein, wenn sie an Gleichspannung betrieben wird?

Zum Schutz gegen Verpolung.

MfG Hannes

[Klebwax]

Zum Schutz gegen Verpolung.

Also eine reine Angstdiode. Liefert keinen Beitrag zum Funktionieren der Schaltung, erhöht nur die Anzahl der Bauteile und damit die Fehlerhäufigkeit. Ist das Netzteil einmal richtig angeschlossen, wird es sich nicht von alleine umpolen. Ist eine Steckverbindung zwischen Stromquelle und Schaltung nimmt man eine, die man nicht verpolen kann. Der ganze Aufriss wegen einer nutzlosen Heizung.

MfG Klebwax

[Moppi]

Zum Schutz gegen Verpolung.

und

- DTL-Schaltkreise
- Entkopplung

- - - Aktualisiert - - -

Vergiss einmal die Leistungen, es geht nur um Spannung und Strom im leitenden und sperrenden Zustand.

Bin ich schon dabei.

Danke vielmals bis hier hin!


MfG

- - - Aktualisiert - - -

Zur Ergänzung hier mal ein Beispieldatenblatt, wo Ptot angeben ist (1n4148 = 500mW): https://cdn-reichelt.de/documents/da...9%28002%29.pdf
Wobei If = 0.15A. Würde bedeuten: 3.3V bei 0.15A oder 5V bei 0.1A. Darüber zerstört die zu hohe Verlustleistung die Diode. Richtig oder falsch?

[Klebwax]

- DTL-Schaltkreise
- Entkopplung

Das musst du mal genauer erkären. Was sind DTL-Schaltkreise und wer soll von wem entkoppelt werden?

MfG Klebwax

[Searcher]

Zur Ergänzung hier mal ein Beispieldatenblatt, wo Ptot angeben ist (1n4148 = 500mW): https://cdn-reichelt.de/documents/da...9%28002%29.pdf
Wobei If = 0.15A. Würde bedeuten: 3.3V bei 0.15A oder 5V bei 0.1A. Darüber zerstört die zu hohe Verlustleistung die Diode. Richtig oder falsch?

Hallo Moppi,
was verstehst Du unter "darüber"? Über was?

Bei 3.3V oder 5V an der Diode wird sie immer zerstört.
Was glaubst Du, wieviel Strom bei 3.3V fließt?

+3.3V ----->|----- GND
         1N4148

Gruß
Searcher

[oberallgeier]

Mein Gott... beim größten Teil dessen, was ich in diesem Thread lese, rollen sich die Fußnägel hoch....

Mag sein. Ich finde es toll, dass sich hier einige Forumsmitglieder ernsthaft bemühen, einem andern Mitglied einen Sachvehalt zu erklären. Ich hatte hier auch schon Fragen gestellt, die bei manchem Fachkundigen vermutlich Erstaunen, Kopfschütteln oder Lachanfall hervorgerufeh hatten - aber eigentlich für mich immer zum Schluss zur Aufklärung führten.

Kurz - ich finde das geduldige Erklären in diesem Forum beispielhaft (guckt mal zu den Kollegen von einem fachähnlichen Forum . . .)

[Moppi]

Es gibt keinen Zwang sich an irgendetwas zu beteiligen. Wer im Glashaus sitzt sollte nicht mit Steinen werfen. Das ist vielleicht ein Gnom! Wenn ich was von Wechselspannung und PWM lese und das dann aus einem Trafo kommen soll, krieg ich auch nen Anfall und die Haare fallen mir aus. Aber so ne große Klappe habe ich mithin nicht.


@oberallgeier
Zitier ihn wenigstens nicht, er steht auf der Igno-Liste, dann brauch ich mich nicht ärgern.

- - - Aktualisiert - - -

Hallo Moppi,
was verstehst Du unter "darüber"? Über was?

Bei 3.3V oder 5V an der Diode wird sie immer zerstört.
Was glaubst Du, wieviel Strom bei 3.3V fließt?

+3.3V ----->|----- GND
         1N4148

Gruß
Searcher

Drüber über was? - Ptot? Mir ging es jetzt um Ptot. - Ist aber, wenn ich es richtig sehe nur in Sperrrichtung interessant. Wenn ich eine Schutzdiode nach außen brauche und verhindern will, dass dort irgendwas eingespeist wird.

Jetzt muss ich aber auch die Gegenfrage stellen: was meinst Du mit an der Diode? - Wo an der Diode? Wenn ich 12V vom Akku habe dann liegen an der Diode 12V an, da geht nichts kaputt, hinter der Diode liegen an ihr ca. 0.7V weniger an.
Was ich glaube, wie viel Strom fließt? Wenn meine angeschlossene Glühlampe 1A zieht, dann fließen da 1A drüber und an der Glühlampe liegen 11.3V an, ebenso, wie an der einen Seite der Diode.


MfG