Gefahren durch Einsatz von Schotkydioden zur RAM-Pufferung

Es bestehen vielfach falsche Vorstellungen darüber, wo Schotkydioden zweckmäßigerweise eingesetzt werden sollten.

Datenblattrecherchen und eigene Messungen haben mich zu der Überzeugung gebracht haben, das sie in Schaltungen zur RAM-Pufferung mit Knopfzellen nichts zu suchen haben.

Bei höheren Temperaturen wird die Angelegenheit noch kritischer.

Zur Begründung ein Link in dem sich jemand über das Verhalten einer Schotky-Diode wundert und die Erklärung anderer User dazu. Ebenso die weiterführende Erläuterung hier drunter.

Damit sollte jedem klar sein, das durch die ständige Ladung der Knopfzelle über die Nennspannung hinaus, innerhalb der Zelle Gasbildung auftreten kann. Das kann zum zerplatzen der Knopfzelle und im schlimmsten Fall zum Beispiel bei Lithium-Zellen sogar zum Brand führen.

Aber auch nur ein Gehäuseteil einer Knopfzelle im Auge ist nicht wünschenswert.

28.07.2017

Es ist leider so, das die Entwickler die bei RAM Puffer Batterie Schaltungen Schotkydioden einsetzen, nicht beachten, das sich die Flußspannung im Datenblatt und auch die Kennlinie auf 1/10 des zulässigen Nennstromes der Diode bezieht. Da haben Silizium und Schotkydioden unterschiedliche Flußspannungen (rund 0,7V bei Si, rund 0,4V bei Schotky). Schon bei 100µA hat die Flußspannung einer gebräuchlichen Si Diode( z.B. der 1N4148) eine ähnliche Höhe wie die einer Schotkydiode.
Messungen an einer 1N4148 bei einer Spannung von 9V, einem Vorwiderstand von 150 Mega Ohm (0,06µA) ergaben eine Dioden-Flußspannung von ungefähr 0,1V.
Dieser Strom ist ein Zehntel der typischen Stromaufnahme eines RAMs 628512 im Backup Betrieb (0,6µA). Im Vergleich dazu war die Flußspannung einer BAT42 unter diesen Bedingungen etwas höher aber wegen der Hochohmigkeit der Meßanordnung schlecht ablesbar wegen des Rauschen der Diode und dem eingestreuten Brummen.
Die modernen RAMs haben einen Backup Stromverbrauch von unter einem µA.  Bei diesem Strom ist die Spannung die über einer Siliziumdiode abfällt kleiner als bei einer Schotkydiode. Allerdings ist der Sperrstrom bei Siliziumdioden um mehrere Größenordnungen (pA-nA,Si-Diode, µA-mA bei Schotkydioden), kleiner als bei Schotkydioden. Bei letzteren verdoppelt sich der Sperrstrom  bei jeder Temperaturerhöhung von ungefähr 10°C ( bei Si-Dioden ist das ähnlich, aber ob 1 oder 2 nA fließen ist irrelevant). Bei 60°C sind das schon oft 30mA. Das bedeutet, das in der Nähe von Wärmequellen oder bei Bestrahlung mit Sonnenlicht, unzulässige Sperrströme die in die Backup Batterie fließen, bis zu mehreren mA auftreten. Eine Lithiumzelle wird damit ausserhalb ihrer Spezifikation betrieben und kann durch die dabei auftretende Gasbildung platzen. Unter Umständen kann sie aber auch mit Feuererscheinung wegen des sehr Reaktionsfreudigen Lithiums explodieren.
Passiert ist es schon oft genug, wie es Bilder im Internet und in den Medien belegen.
Also warum sollte man Schotkydioden, die für diesen Einsatzzweck nur Nachteile haben nehmen, wenn Siliziumdioden dafür ohne Nachteile verwendbar sind?