Ich habe eine H brücke mit Transitoren (BD249A und BD250) gebaut.
Aber es fließen nicht mal 2 A und schon wird der NPN der an der Basis 0,7 V hat , glühend heiss. Ich steure die Brücke mit einer Servoelektronik von Kraupner an. Ich weiss nicht mehr weiter die Transistoren sind für 25 A ausgelegt und werden schon bei 2 A heiss. Die Dioden haben einen max Strom von 0,5 A kann das daran liegen ??
Die Basisspannung geht nicht höher als 0,7 volt ist das ausreichend ??
Du muß den Arbeitspunkt Deiner Transistoren stabilisieren. Wenn der Transistor sich erwärmt steigen die Ströme an und der Arbeitspunkt verlagert sich. Bei der 0,7V Basi-Emitter Spannung handelt es sich um die sogenannte Diffusionsspannung, es ist also eine vom der Dotierung des Transistors erzeugte Spannung, die Du nicht messen kannst. Nur durch die Messung der UEB kannst Du nun erfahren, ob der Transistor heil oder defekt ist, Defekt ist er, wenn die Spannung höher wie 0,7 V oder 0V betragen
Friedrich- Matthias
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Hallo Christoph,
werden die Leistungstransistoren ausreichend gekühlt oder hängen sie etwa frei in der Luft? Ungekühlt kannst Du mit 2 A jeden Leistungstransistor zum Spiegeleier-Braten verwenden.
Um die Basisspannung UBE solltest Du Dich nicht so sehr kümmern. Ein Transistor ist ein stromgesteuertes Bauelement. Interessant ist deshalb der Basisstrom, der sich dann UBE von alleine einstellen läßt. Das funktioniert nur, wenn die Transistoren mit einer Stromquelle und nicht mit einer Spannungsquelle gesteuert werden. Deshalb muß vor jeder Basis ein Widerstand liegen, wobei das auch der Innenwiderstand der steuernden Stufe sein kann.
Gruß
Wolfgang
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werden die Leistungstransistoren ausreichend gekühlt oder
hängen sie etwa frei in der Luft?
Ja sie hängen in der Luft , ich habe die Beinchen nicht abgeschnitten, und sie so angelödet das der Transistor ganz hoch ist auf der Platiene, hab gedacht das die Kühlung , wenn er so lange Beinchen hat ausreicht. Aber die Kühlung reicht wohl nicht.
Interessant ist deshalb der Basisstrom, der sich dann UBE von
alleine einstellen läßt. Das funktioniert nur, wenn die
Transistoren mit einer Stromquelle und nicht mit einer
Spannungsquelle gesteuert werden. Deshalb muß vor jeder Basis
ein Widerstand liegen,
Ich habe eine Servosteuerung von Kraupner genommen und habe den Motor ausgelödet und da mit Vorwiederständen von 82 Ohm die Basis der NPN `s gelödet. Maximaler Basisstrom 0,16 A
In den Datenblätter steht nicht mal der Verstärkungsfaktor B
deshalb wusste ich auch nicht wie groß die Vorwiederstände der Basen sein müssen.
Kann das sein das der Basisstrom zu gering ist und dadurch der NPN Transistor der an seiner Basis 0,7 V hat so heiss wird.
Aber warum wird nicht der PNP so heiss da muss doch der gleiche Strom darüber fliesen ?? Ist doch ne Reihenschaltung oder ??
wobei das auch der Innenwiderstand der
steuernden Stufe sein kann.
Ich habe noch bemerkt , obwohl 0,7 V anliegen und 160 mA durch die Basis fließt das die angeschlossenen Verbraucher sehr träge sind. Die Lampe wird langsam hell und hat auch nicht die volle helligkeit . Der Motor läuft träge an Motor hat 3 Ohm.
Wenn ich einen Motor nehme mit 7 Ohm (ist der vom Servo), der läuft sehr schnell an und wechselt auch schnell seine Drehzahl.
Nur durch die Messung
der UEB kannst Du nun erfahren, ob der Transistor heil oder
defekt ist, Defekt ist er, wenn die Spannung höher wie 0,7 V
oder 0V betragen
Ich mache die Plusmessleitung an Basis und die Minusmessleitung an Masse Emitter und immer habe ich 0,7 V wenn ich voll ansteuere
Ich mache die Plusmessleitung an Basis und die
Minusmessleitung an Masse Emitter und immer habe ich 0,7 V
wenn ich voll ansteuere
Christoph, durch Messung von UBE kannst Du allenfalls feststellen, ob überhaupt etwas „lebt“. Bei >1 V an einem gewöhnlichen Transistor oder bei 0 V ist etwas grob faul. Viel weiter reichen die Aussagen nicht, weil ein Transistor eben KEIN spannungsgesteuertes, sondern ein stromgesteuertes Bauelement ist.
Die exakte Gleichstromverstärkung B hilft Dir auch nicht viel weiter, weil B keine Konstante ist. B ist eine Funktion der Temperatur und des Kollektorstromes und liegt irgendwo zwischen 10 und 100 für einen Transistor und für einen Darlington-Tr. etwa um den Faktor 100 höher. Du wirst die Schaltung sicher nicht ohne jede Gegenkopplung betreiben, also die Drehzahl des gesteuerten Motors oder der Motorstrom wird nach geeigneter Umformung auf die Steuerung zurück wirken.
Wie schon erwähnt, sind ungekühlte Leistungstransistoren Selbstmordkandidaten. Überschlage selbst: Ein paar hundert mV bleiben als UCE sogar am leitenden Transistor hängen. Multipliziert mit Ic ergibt sich die Verlustleistung (wenn man das bißchen Steuerleistung vernachlässigt). Mit 2 A kommst Du schnell in die Größenordnung von 1 W Verlustleistung oder mehr. Das kann kein ungekühlter Transistor. Hat er schon Anlaßfarben *g* ? Die imposanten Verlustleistungsangaben im Datenblatt gelten nur für den Fall, daß Du das Transistorgehäuse ordentlich kühlst. Es gibt eine Angabe des Wärmeübergangswiderstands Junction-Umgebung, z. B. 50 K/W. Soll heißen: 1 W Verlustleistung erwärmt die „Pille“ innerhalb des ungekühlten Transistors um 50 K, 2 W Leistung um 100 K, 3 W um 150 K. Jetzt hast Du schon 20°C Umgebungstemperatur. 150 K dazu, kommst Du auf 170°C. Bei spätestens 150°C gibt aber der Transistor „seinen Hut ab“. Also: KÜHLEN!
Gruß
Wolfgang
Hallo Christop,
soll ich Dir jetzt die Physik erklähren, warum Du im Arbeitszustand des Transistors zwischen >Basis und Emitter (beim NPN-Typ) die 0,7V messen muß. Es handelt sich wie gesagt um die Diffusionsspannung, die bei der Verbindung von P-Leitern und N-Leitern innerhalb des Halbleiters durch Rekombination an der Verbindungstelle eine Ladungsträger freie Zone, die Wirkung ähnelt eines Isolators und wird auch Sperrschicht genannt. Durch abwandern von Ladungsträgern in diese Zone entsteht zwischen P und N Leitern eine Spannung. Diese Spannung wirkt nicht nach außen. Es handelt sich um die Diffusionsspannung, die auch Sperrschichtspannung, Schwellwertspannung oder Schleusenspannung genannt wird. Die Spannungen sind je nach Dotierung verschieden. Bei den PNP - Germanium dotierten Transistoren beträgt diese ca. 0,2 Volt und bei den von Dir verwendeten Selizium NPN-Typen beträgt diese ca. 0,7 Volt. Wenn diese Spannung nun höher sein sollte, so ist der Transistor defekt - da dann ja die Sperrschicht verbrannt wurde. Liegt die Spannung unter den besagten 0,7 Volt so ist der Transistor auch defekt, da er dann einen internen Basis-Emitterkurzschluß gebildet hat.
Kurzum die 0,7 V sind richtig. Die Oberflächentemperatur darf bei Seliziumhalbleiter 200Grd.C nicht übersteigen.
Darum werden Datenblätter mit den Delta-j (Sperrschicht Temperatur)und den Delta-u (Umgebungs Temperatur) vermerkt. Nun muß man mit den Ptot und Pv Werten und den errechneten Betriebswerten errechnen, ob und wie ein Kühlblech vorzusehen ist.
Nun solltes Du vorher überlegen, ob Du deine Schaltung stabilisieren muß z. B. durch ein Basis-Emitter Kondensator.
Na… oder noch Fragen oder genauere Vertiefungen ?
Friedrich- Matthias
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…ob Du deine Schaltung
stabilisieren muß z. B. durch ein Basis-Emitter Kondensator.
Hallo Friedrich-Matthias,
damit lassen sich gewiß keine stationären Verhältnisse stabilisieren. *g*
Gruß
Wolfgang
Sory,
gemeint ist ein Emitter-Kondensator.
Hizufügend noch, daß eine Schutzbeschaltung ev. Sinn macht, denn die kapazitive oder wie in dem Beispiel induktive Belastung verringert des Schaltvermögen des Transistors. Als bei Induktiverlast eine antiparalell geschaltete Diode im Colektorkreis einschleifen. (Energieerhaltung steuern)
rhrr
Friedrich- Matthias
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Vielen Dank für die große Mühe
Ich habe die Transistoren mit Wärmeleitpaste und Kühlkörper versehen . Sie werden zwar immer noch sehr heiss aber ich mache so lange biss sie durchbrennen und bei der nächsten H Brücke nehme ich einfach jedes mal 2 parallel also 8 Transistoren.
Aber warum werden die NPN schon bei 2 A so heiss ??
Und die PNP nicht???
Als
bei Induktiverlast eine antiparalell geschaltete Diode im
Colektorkreis einschleifen. (Energieerhaltung steuern)
Wie schalte ich eine Diode antiparallel in den Colektorkreis??
Was ist " Energieerhaltung steuern" ???
Du wirst die
Schaltung sicher nicht ohne jede Gegenkopplung betreiben, also
die Drehzahl des gesteuerten Motors oder der Motorstrom wird
nach geeigneter Umformung auf die Steuerung zurück wirken.
Nein es ist keine Regelung sondern nur eine Steuerung.
Ich steuere mit der Spannung und dem Strom aus der Servoelektronik die Basen der NPN`s an und das wars.
Wie kann ich da eine Rückkopplung einbauen ??
Wie schon erwähnt, sind ungekühlte Leistungstransistoren
Selbstmordkandidaten. Überschlage selbst: Ein paar hundert mV
bleiben als UCE sogar am leitenden Transistor hängen.
Multipliziert mit Ic ergibt sich die Verlustleistung (wenn man
das bißchen Steuerleistung vernachlässigt). Mit 2 A kommst Du
schnell in die Größenordnung von 1 W Verlustleistung oder
mehr. Das kann kein ungekühlter Transistor. Hat er schon
Anlaßfarben *g* ? Die imposanten Verlustleistungsangaben im
Datenblatt gelten nur für den Fall, daß Du das
Transistorgehäuse ordentlich kühlst. Es gibt eine Angabe des
Wärmeübergangswiderstands Junction-Umgebung, z. B. 50 K/W.
Soll heißen: 1 W Verlustleistung erwärmt die „Pille“ innerhalb
des ungekühlten Transistors um 50 K, 2 W Leistung um 100 K, 3
W um 150 K. Jetzt hast Du schon 20°C Umgebungstemperatur. 150
K dazu, kommst Du auf 170°C. Bei spätestens 150°C gibt aber
der Transistor „seinen Hut ab“. Also: KÜHLEN!
Sie haben zum glück noch noch keine Anlassfarben.
Aber warum werden nur die NPNs so schnell heiss und nicht die PNPs??
Auch an dich „Rechtherzlichen DANK für die Mühe“
Sie haben zum glück noch noch keine Anlassfarben.
Aber warum werden nur die NPNs so schnell heiss und nicht die PNPs??
Hallo,
das kann mehrere Gründe haben:
Der Basisstrom für die npn-Tr. ist evtl. zu klein
(evtl. geringe etwas Stromverstärkung) -> Die Trans. steuern
nicht voll durch -> Uce kontrollieren -> Basisstrom erhöhen.
Kann sein, die Trans. sind schon geschädigt. Dann gehen die
Dinger noch, haben aber eine miserablen Stromverst.
Der Dutycycle ist für die npn-Tr. ungünstiger evtl. keine
symetrische Ansteuerung.
Die npn-Tr. sind zu langsam - beim Umschalten höhe dyn.
Verluste (spielt aber nur bei höheren Frequenzen oder falscher
Ansteuerung 'ne Rolle).
Die Verlustleistung betreffend kann folgendes gesagt werden:
Bei statischer Betrachtung (keine hohen Frequenzen -> keine
dyn. Verluste) kann die Uce min. ca. 150…200mV werden.
Bei 2A entstehen also ca. 300…400mW.
Bei symetrischer Rechteckansteuerung ist jeder Zweig nur die
halbe Zeit an -> also noch ca. 150…200mW. Das geht noch ohne
Kühlkörper bei TO220 oder anderen großen Gehäusetypen.
(TO220 max. ca. 500mW…800mW).
Zum Einbau: Die Trans. mit langen Beinen einzubauen ist genau
falsch. Bei sehr kurzen PIN’s wird die Wärme viel besser auf die
LP übertragen. Am besten ist, wenn an den PIN’s noch größere
Kupferflächen dranhängen.
Zum parallel Schalten von Trans.:
So einfach ist das nicht. Geringe Unterschiede der Ube führen zu
einer recht unterschiedlichen Stromverteilung. Das kann durch
eine Gegenkopplung mit einem Emitterwiderstand behoben,
so daß über den Re je ca. 200…500mV abfallen.
Bei 2A also z.B. Re von 0,2 Ohm/1W.
Zum Problem Induktionsspannung:
Um Zerstörung eines Trans. durch Induktionspannungen zu
vermeiden, sollten schnelle Schutzdioden über die
Induktivität bzw. Antiparallel zu Uce geklemmt werden
(am besten Si-Dioden, Shottkydioden sind zwar sehr schnell
aber auch empfindlich).
Gruß Uwi
Als
bei Induktiverlast eine antiparalell geschaltete Diode im
Colektorkreis einschleifen. (Energieerhaltung steuern)Wie schalte ich eine Diode antiparallel in den Colektorkreis??
Hat Uwi bereits erklährt, bzw. geht aus Stndardschaltungen hervor.
Was ist " Energieerhaltung steuern" ???
Wenn in einer Schaltung z.B. Spulen oder Kondensatoren eingestzt, so benutze ich Bauelemente, die als Energiespeicher dienen. Jedes dieser Bauelemente will beim abschalten des Stromes sinen Zustand erhalten. Doch wo soll die Energie hin?
Nach der Lenzschen Regel ist bei Induktivitäten die Erhaltung des Magnetfeldes entgegengesetzt. Also reicht es in unserem Beispiel die Last zwischen Collektor und Betriebsspannung eine Diode mit dem plus zur positiven Betriebsspannung zu legen. Im Abschaltfall des Transistors wird nun die Energieerhaltung des Motors über die Diode gesteuert . Die Induzierte Spannung kann sich freilaufen.
Gruß
Friedrich- Matthias