Kolik vyzáří ztrátového výkonu usměrňovací dioda 1N5408?

Zdravím,
neví prosím někdo, jak se počítá, jaký je výkon na usměrňovací diodě? Za 230/12 V transformátorem mám zapojenou usměrňovací diodu. Je tam kvůli tomu aby odřízla sinusovku 12 VAC a tedy snížila efektovní napětí na polovic. Je tam 1N5408 (klasická usměrňovací 3A dioda v pouzdru DO-201), kterou prochází něco méně než 2A. Jak spočítat jaký je na ní výkon a tedy kolik tepla vyzáří? Stačí to spočítat jako 0,7V * 2A = 1,4W? Nebo je to jinak? Je to 0,7 nebo 0,6V? Může být takto zatížená dioda v uzavřeném prostoru (plastová krabička, kolem diody je asi 1cm mezera)?

Díky,
Luděk

Podla datasheetu je na diode pri 3A napatie 1.2V.
Teda pri efektivnom prude 3A bude na diode vykonova strata 3.6W.

Na puzdre TO220 (napr. 7805) bez chladica je pri vykonovej strate 0.5W tazko udrzatelny prst.

3.6W je uz vykon ako prasa a je treba ho nejako z priestoru odviest. Napriklad sirokymi dobre pocinovanymi spojmi, pripevnenim chladica pripadne ofukovanim pomocou ventilatora. :slight_smile:

Nastastie tieto vypocty platia, ak by si cez diodu pustal jednosmerny prud 3A (pouzil by si ju napriklad pre zamedzenie prepolovania napajania pre nejake zariadenie s takym trvalym odberom). Pri prude striedavom bude na diode vykonova strata priblizne polovicna. Pre jednoduchost zanedbame cas, cez ktory diodou prud uz netecie, lebo striedave napatie ma hodnotu nizsiu ako je otvaracie napatie na diode. Takze pri 3A na nej budes mat 1.8W. Ale i to treba nejakko uchladit. Preto sa diody vyrabaju i v puzdrach vhodnejsich pre uchytenie na chladic.

Mnohokrát děkuji za vysvětlení. Věc se má takhle, že transformátor je normálně připojený k žárovce 12V, 20W. Udělal jsem jednoduchý obvod, kde mohu spínačem přesměrovat proud tak, aby tekl přes žárovku a tím se snížil jas žárovky. Ty 2A (nejsou to 3A, 3A jsem jenom napsal katalogový údaj), které přes ní tečou, jsem asi přehnal.

I = U / P = 12 / 20 = 0,6 A. P = U * I = 0,6 * 1,2 = 0,72 W. Říkáš podělit, protože je tam střídavý proud, takže 0,36W. To je v pohodě, ne?

Mnohokrát děkuji Martine
Luděk

Psal jsem, aby tekl přes žárovku, ale myslel diodu:

kde mohu spínačem přesměrovat proud tak, aby tekl přes diodu a tím se snížil jas žárovky

Pri prude 0.6A bude podla katalogu na diode ubytok v okoli 0.75V, takze to bude este priaznivejsie. 0.45W/2 = 0.225W. Myslim, ze to zapojit mozes bez obav. :slight_smile:

Mnohokrát děkuji, Martine. Asi se ani není nutné obávat, že by u diody ležela např. klasická červenočerná dvojlinka. Dioda nemá dostatek “šťávy” na to, aby jí propálila izolaci…

? :open_mouth:

Tiež som pozeral … výkon 20W, napätie 12V a prúd menší ako 1A?

Nech počítam, ako počítam, mne tam vychádza 1,7A… zhruba…

:arrow_right: administrator: příspěvek byl upraven
Předchozí příspěvky se necitují.

Ano, omluvám se, chyba. Děkuji za upozornění.

I = P / U = 20 / 12 = 1,7 A. P = U * I = 0,8 * 1,7= 1,36 W, po podělení kvůli střídavému proudu to je 0,68 W. Je to dost aby to roztavilo izolaci kabelů okolo diody?

O izolaci kabelů se veětšinou bát nemusíš, její teplota tání býva nad 150°C.
To samé se ovšem nedá říct o pracovním rozsahu teplot diody, u které bývá dovoleno MAX 150°C na PN přechodu, tedy na pouzdru ještě o dost méně (záleží na tepelném odporu pouzdra a okolních podmínkách).
Pokud bys to chtěl mít s menšími ztrátami, vyměň diodu za schottky (MBR760: 0.5V při 2A) nebo si z nějaké 555 postav oscilátor a jeho výstupem řiď spínací tranzistor. Podle typu se můžeš dostat v sepnutém stavu i pod 0.5V a můžeš si intenzitu svícení žárovky nastavit.

Chtěl jsem se vyhnout něčemu složitému (stavbě oscilátoru). Zkusím tam dát schotkyho diodu a otestuji to prakticky (jestli shoří nebo ne). Děkuji za nápad!

První ze všeho jsem tam dal zmíněnou 1N5408. Za týden shořela :slight_smile:. Vypadá normálně (není rozteklá), izolace v okolí jsou naprosto v pohodě, dioda ale nefunguje. Vyměnil jsem jí za schottkyho diodu na 3A, které jsem nedostřihnul vývody (místo toho jsem je zkroutil - vylepšení chlazení :slight_smile:) a uvidíme. Už je to skoro týden a schottky dioda je pořád v pohodě, takže to doufám už zvládne :slight_smile:.

Trochu jsem překvapen, že si nikdo nevšiml některých věcí. Hodnoty, které uvádíš úpně na začátku, mi nějak neštimují. Jestliže mám žárovku 20W potom na 12V tam teče proud 20/12 = 1,67 A efektivní hodnoty. Z čeho usuzuješ, že tam tečou 2A a jak a čím to měříš?

Jednoduchý úsudek:
Jestliže žárovkou teče střídavý proud 1,67A (dioda je vyřazena), pak amplituda je sqrt(2)*1,67 = 2,36A.
Jestliže tam vložím diodu, která propustí jen jednu půlvlnu, pak s jistou nepřesnotí lze konstatovat, že amplituda tohoto proudu bude stejná, zanedbáme-li úbytek na diodě. Může bý i vyšší, neboť vláko žárovky bude mít nižší teplotu a tedy i nižší odpor.
Pokud budeš měřit takto usměrněný proud ss ampérmetrem, budeš měřit střední hodnotu. Střední hodnota usměrněného proudu je:

Istr = Iamp*2/PI pro dvoucestné usměrnení
Istr = Iamp/PI pro jednocestné usměrnení

Proud, který bys měl změřit by měl být 2,36/PI = 0,75A ss.
Pokud to nesedí, pak je něco v nepořádku. Nejspíš žárovka nemá 20W. Nebo tam není 12V.

Ztrátový výkon na diodě lze exatně spočítat pouze integrací, ale s tím tady nebudu otravovat. Stejně by to nikdo nečetl. Výpočet je dost složitý, protože se musí nějak aproximovat voltamérová charakteristik diody.
Pro hrubé stanovení ztráty lze použít jednoduchého výpočtu předpokládajícího konstantní úbytek napětí na diodě. Z VA charakteristiky lze odečíst úbytek v amplitudě cca 1,1 V. Protože předpokládám neměnné napětí na diodě, její ztrátový výkon je součinem tohoto napětí a střední hodnoty proudu. Tedy P = 1,1V0,75A = 0,83W. Jelikoš jsem odečetl úbytek napětí při max. proudu, je tento odhad pesimistický. Ve skutečnosti bude nižší.
Z datasheetu vycházi termal resistance 25°C/W, takže na čipu bude o 25
0,83 = 20°C vyšší teplota proti okolí. Jestliže je trafo spolu s diodou uzavřeno v kabičce, pak uvnitř může být i 40 až 50°C a na čipu 60°až 80°C. Střední hodnota usněrněného proudu Ifav je stanovena pouze do teploty okolí 50°C a činí 3A. Při vyšší teplotě se tato hodnota musí snižovat.
Pokud tomu tak je, dioda by měla vydržet. Dle toho co si psal soudím, že to s těmi proudy bude asi trochu jinak a že žárovka má asi více než 20W.

Ahoj Techniku.
Děkuji za vysvětlení. Nic jsem neměřil, údaj 12V, 20W jsem si přečetl. Je samozřejmě možné, že je žárovka trochu ujetá.
Děkuji za vysvětlení výpočtů a hlavně toho s teplotou, ve výpočtech jsem totální amatér (stejně jako v elektronice), není to můj obor, ale baví mě to. Odhaduješ správně, dioda je zavřená společně s transformátorem, ale nedotýká se ho. To bude asi ten důvod, proč nevydržela. Schottkyho dioda se ale stále drží, tak snad vydrží :smiley:.