Überhitzungsdiode

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Das Netz liefert 240 VAC, der Transformator hat eine Nennspannung von 240 V/12-0-12 V (Mittelanzapfung), 3 A. Die Last besteht aus einer einzelnen 12 V 36 Watt PTC-Heizung. Die Diode ist T6A10 (max. Durchlassstrom ist 6A), der Elektrolytkondensator ist 1000uF 25V. Die Diode überhitzt (kann nicht ohne Verbrennung berührt werden), wenn der Stromkreis mit Strom versorgt wird. Was könnte der Grund sein?

die Ursache ist zu viel Strom, berechnen Sie den RMS-Strom in der Diode. Wozu dient der Kondensator? Wozu dient die Diode? Warum nicht einfach die Heizung an 12V AC anschließen?
Ich habe gerade festgestellt, nachdem Sie kommentiert haben, dass die Heizungen sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom verwenden. Ich schätze, dass ich zu AC auflösen werde, nachdem ich das Problem nicht aufgezeigt habe. Ich fügte den Kondensator hinzu, um die Wellen zu glätten.
Entscheiden Sie sich jetzt für Wechselstrom, Sie müssen den Strom nicht zu einer Heizung filtern – die Heizung tut es.
Nicht direkt mit Ihrer Frage verbunden, aber ich empfehle Ihnen, das Datenblatt für Ihren Transformator zu überprüfen. Sie sagten: " Der Transformator ist für 240 V / 12-0-12 V (Mittelanzapfung), 3 A ausgelegt. " Einige Hersteller meinen möglicherweise, dass jede Seite der Mittelanzapfung für 3 A ausgelegt ist, andere meinen möglicherweise, dass der gesamte Nennsekundärstrom beträgt 3 A und jede Seite der Mittelanzapfung ist daher mit der Hälfte davon bewertet, dh in Ihrem Fall mit 1,5 A. Im letzteren Fall überlasten Sie mit Ihren 3 A (36 W) Last die Hälfte der von Ihnen verwendeten Trafosekundärseite.
Wenn Sie sich das Datenblatt ansehen, können Sie selbst im besten Fall einer ohmschen 3-A-Last leicht mit einem Anstieg der Sperrschichttemperatur von 40 bis 50 Grad Celsius rechnen. Dort kommt es, dass sich Ihr Finger 70+ Grad anfühlt, was ausreicht, um zu brennen.
Wenn Sie aus einem anderen Grund WIRKLICH eine Korrektur vornehmen müssen, sollten Sie die Verwendung einer Schaltung oder eines Geräts mit "idealer MOSFET-Diode" in Betracht ziehen.

Antworten (1)

Dies ist eine Einweg-Gleichrichterschaltung, sodass die Diode nur während positiver Halbwellen des Wechselstromnetzes leitet. Daher ist der Diodenspitzenstrom viel höher als der durchschnittliche und effektive Strom, der von der Last gezogen wird. Bei höherem Strom lässt die Diode mehr Spannung ab, sodass ihre Verlustleistung ebenfalls höher ist als bei dem äquivalenten Gleichstrom.

Ich habe Ihre Schaltung in LTspice simuliert und die Ergebnisse über zwei Zyklen grafisch dargestellt (Rot = Diodenstrom, Blau = Kondensatorstrom, Grün = Lastspannung): -

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Das erste, was uns auffällt, ist, dass der Kondensator nicht groß genug ist, um die Spannung während negativer Halbwellen stark hochzuhalten. Dies ist ein Glück, denn wenn dies der Fall wäre, würde die Last nahe an 16 V herankommen. Mit 1000 uF bekommt es immer noch 16 V Spitze, aber nur 8,4 V rms (und 2,1 A rms). Der Kondensator muss jedoch jede halbe Periode neu aufgeladen werden, was den Spitzendiodenstrom erhöht.

Der Diodenstrom steigt beim Laden des Kondensators auf über 6 A, der Effektivstrom beträgt ~3 A (50 % höher als der Laststrom) und die durchschnittliche Verlustleistung beträgt ~1,3 W. Auch der Kondensator arbeitet mit 5A Peak und 2,1A RMS fleißig.

Aber wenn die Diode für 6 A ausgelegt ist und nur ~ 3 A durchlässt, warum wird sie dann so heiß? Die Antwort ist, dass es viel höheren Temperaturen standhalten kann, als Ihr Finger aushalten kann. Diese Diode ist für 6 A bei bis zu 60 °C Umgebungstemperatur ausgelegt, mit einem erwarteten Temperaturanstieg von 90 °C (ein gutes Design würde sie mit niedrigerem Strom betreiben, um die Oberflächentemperatur zu senken und die Zuverlässigkeit zu verbessern).

Die Last besteht aus einer einzelnen PTC-Heizung mit 12 V und 36 Watt.

Diese Heizung sollte mit Wechselstrom gleich gut funktionieren, so dass der Gleichrichter und der Filter nur Strom verschwenden und die verfügbare Spannung reduzieren.

Wenn Sie die Heizung aus irgendeinem Grund mit Gleichstrom versorgen müssen , sollten Sie eine Vollweggleichrichterschaltung mit einer Diode vor jeder Transformatorausgangswicklung verwenden. Zwei Dioden laufen kühler, da sie sich die Last teilen, und Sie benötigen möglicherweise keinen Glättungskondensator, da die rohe gleichgerichtete Ausgangsspannung nahe 12 V rms liegen sollte.

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