Spannungsabfall an Reihendioden berechnen

Sie erhalten den gesamten Spannungsabfall, die verbleibende Lastspannung und einen eindeutigen Hinweis, ob die Versorgung ausreicht. Geben Sie für Silizium-, Schottky- und Leuchtdioden oder gemischte Ketten einzelne Werte ein, damit das Ergebnis die vorgesehenen Bauteile und den Arbeitspunkt abbildet.

Geben Sie realistische Durchlassspannungen ein

Beginnen Sie mit der Gleichspannung, die an der Diodenkette verfügbar ist, und tragen Sie für jede Reihendiode eine eigene Durchlassspannung ein. Die Durchlassspannung ist keine allgemeingültige Konstante: Sie hängt von Halbleitertechnik, Strom, Sperrschichttemperatur und dem konkreten Bauteil ab. Für eine kleine Silizium-Signaldiode wird häufig ein Wert zwischen 0.6 und 0.7 Volt angenommen, während eine Schottky-Diode niedriger und eine LED deutlich höher liegen kann. Verwenden Sie für einen Vorentwurf den typischen Datenblattwert bei ungefähr dem geplanten Strom. Wiederholen Sie die Berechnung für eine konservative Reserveprüfung mit der angegebenen maximalen Durchlassspannung. Führen Sie jede Diode als eigenen Listeneintrag, wenn unterschiedliche Typen oder Betriebsbedingungen kombiniert werden. Der Rechner gibt diese Liste im Ergebnis wieder, sodass sich die Annahmen leicht prüfen lassen. Für ein idealisiertes Diodenmodell ist 0 Volt zulässig, obwohl eine reale leitende Diode normalerweise einen positiven Abfall aufweist. Negative, nicht endliche, leere oder übermäßig große Werte werden abgelehnt, da sie keine brauchbare Eingabe darstellen.

Verstehen Sie Gesamtabfall und Restspannung

Durch in Reihe geschaltete Dioden fließt derselbe Strom, deshalb werden ihre Durchlassspannungsabfälle addiert. Der Rechner führt diese Addition unmittelbar aus: Der Gesamtabfall entspricht dem Wert der ersten Diode plus dem Wert der zweiten und so weiter bis zum Ende der Liste. Anschließend wird die verbleibende Lastspannung berechnet, indem die Summe von der Versorgung abgezogen wird. Drei Werte von 0.7, 0.7 und 0.65 Volt ergeben beispielsweise 2.05 Volt. Bei einer Quelle mit 12 Volt bleiben unter diesen Annahmen 9.95 Volt für die Last. Das Ergebnis enthält außerdem die Diodenzahl und eine Angabe, ob die Versorgung ausreicht. Übersteigt der Gesamtabfall die Quelle, ist die Restspannung negativ und die Angabe falsch. Diese negative Zahl ist nützlich: Ihr Betrag beschreibt die Spannungslücke im vereinfachten Modell. Sie bedeutet nicht, dass die reale Schaltung eine negative Lastversorgung erzeugt. Vielmehr kann die angegebene Quelle den angenommenen Durchlassbetrieb nicht aufrechterhalten. Der tatsächliche Strom sinkt, wodurch sich die jeweilige Durchlassspannung verändert.

Nutzen Sie das Ergebnis mit angemessenen Reserven

Betrachten Sie die Berechnung als Werkzeug für die Spannungsbilanz und nicht als vollständige nichtlineare Diodensimulation. Die Restspannung steht allen Komponenten hinter den Reihendioden zur Verfügung, etwa einem Widerstand, Regler, Transistor, Ladegerät, Sensor oder einer anderen Last. Vergleichen Sie sie mit der minimalen Betriebsspannung und berücksichtigen Sie Reserven für Versorgungstoleranz, Leitungsverluste, Restwelligkeit, Temperatur und Bauteilstreuung. Verwenden Sie bei einem Verpolungsschutz die Durchlasskennlinie für den höchsten erwarteten Laststrom und prüfen Sie die Verlustleistung separat. Beim Auslegen eines LED-Widerstands kann dieser Rechner die LED-Spannungen summieren; für die Strombegrenzung ist weiterhin ein Widerstand oder geregelter Treiber erforderlich. Die Restspannung muss dieses Element aufnehmen. Prüfen Sie bei Schaltwandlern und Linearreglern über den gesamten Betriebsbereich, ob ausreichend Eingangsreserve beziehungsweise Dropout-Abstand verbleibt. Der Algorithmus ist deterministisch und verwendet kein Netzwerk, daher liefern gleiche Eingaben stets dasselbe gerundete Ergebnis. Automatisierte API-Aufrufe kosten $0.002 je Anfrage; schnelle Entwurfsprüfungen können lokal im Browser erfolgen.