www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit Darlington Schaltung.


Autor: Marcus (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi und hallo alle zusammen,


ich bin gerade dabei eine Schaltung aufzubauen und zu simulieren, komme 
da aber nun nicht weiter.

Ich möchte mir eine aktive Last bauen, die spannungsabhängig einen 
besteimmten Strom fließen lässt. der Stromfluss sollte von ca. 0A bis ca 
1 oder 1,5A gehen. Auf ein oder zwei huntert mA kommts nicht an.

Meine bisherige Schaltung habe ich angehängt. Prinzipiell funktioniert 
die Schaltung, nur komme ich nicht auf die 1A, sondern nur auf ca. 
400mA.

Die Darlingtonstufe wollte ich schon gerne mit zwei einzelnen 
Transistoren aufbauen und nicht mit einen fertigen Darlington.

Wäre klasse, wenn sich jemand mal die Schaltung ansehen und mir 
eventuell sagen könnte, was ich falsch mache oder was ich noch ändern 
könnte, damit mehr Strom fließt.

Die Spannung, mit der das ganze gesteuert wird, geht von 0- ca. 30V.
Bei 0V soll möglichst der maximale Strom fließen und bei 30V so gut wie 
kein Strom, einige mA wären da aber auch ok.

Grüße
Marcus

Autor: Marcus (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier habe ich mal noch ein Shot von der bisherigen Simulation.

Autor: Ahner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Deine Simulationsergebnisse kommen schon hin. Der Strom durch R7 kann
näherungsweise wie folgt berechnet werden:

Die Kombination des Darlingtons (Q1 und Q2) und R7 stellt eine mäßig
genaue Konstantstromsenke dar, deren Strom I=(US-1,4V)/R7 beträgt
(unter der Annahme, dass an jeder der beiden Basis-Emitter-Strecken
0,7V abfallen). Die Ausgangsspannung des OPV ist UA=-U*R4/R5.
US=(UA*R2+UB*R3)/(R2+R3).

Packt man alles zuammen, ergibt sich

I=((-U*R2*R4/R5+UB*R3)/(R2+R3)-1,4V)/R7
 =((-U*260+16500V)/7200-1,4V)/1,8Ohm
 =(-0,0201*U/V+0,495)A

Der Maximalstrom beträgt also weniger als 500mA. Dieses Ergebnis
stimmt auf Grund der gemachten Vereinfachungen zwar nur grob mit
deinem Diagramm überein, zeigt aber deutlich, dass 1A oder gar 1,5A
mit dieser Dimensionierung nicht möglich sind.

Im linken Bereich ist die Kurve abgeflacht, weil bei den dort
bestehenden geringen Basisströmen die Basis-Emitter-Spannungen kleiner
als 0,7V werden. Auf der rechten Seite fällt die Spannung auf 0 ab,
weil U größer als die Basis- Emitter-Spannung von Q2 plus die
Kollektor-Emitter-Spannung von Q1 sein muss, dass überhaupt ein Strom
fließen kann.

Du kannst den Strom natürlich dadurch erhöhen, dass du R7 kleiner
wählst oder die anderen Widerstände geeignet anpasst.

Genauer und berechenbarer wird die ganze Sache dann, wenn die Spannung
an R7 über einen Widerstand zum invertierenden Eingang des OPV
gegengekoppelt und der nichtinvertierende Eingang mittels eines
Spannungsteilers auf eine konstante positive Spannung angehoben wird.
Damit erstreckt sich der Regelkreis über das gesamte System, so dass
man eine sehr gute Linearität, eine geringe Temperaturdrift und eine
geringe Abhängigkeit von Fertigungstoleranzen in den Transistoren
erreicht.

Ich habe jetzt gerade keinen Kopf, das Ganze aufzumalen und zu
dimensionieren. Evtl. komme ich morgen oder am Sonntagabend dazu, wenn
es nicht vorher jemand anderer gemacht hat :)

Für Q2 ist ein BC637 übrigens viel zu schwach. Wenn bei 15V 0,5A
fließen sollen, verbrät er eine Leistung von 7,5W, was das Neunfache
des spezifizierten Maximalwerts ist und den Transistor schnell
verglühen lässt. Da gehört ein Teil hin, an das man einen ordentlichen
Kühlkörper anschrauben kann.

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

vielen Dank erst einmal für die ausführliche Erläuterung.


Ich fange einfach mal mitten drin an...

Den Widerstand R7 habe ich in der Simulation schon verkleinert. Wenn der 
Wert auf 1 Ohm sinkt, fließt ein maximaler Strom

von ca. 600mA, obwohl die Rechung fast 900mA ergibt.


Die Leistung an dem Transistor habe ich natürlich schön verschwitzt. Bei 
den Werten würde der einem sicher nett wegschmilzen oder so.

Welche Transistor-Baureihe würde sich denn dafür eignen? Bevor ich dann 
nun weiter simuliere, will ich erst einmal passende Transistoren 
aussuchen und dann damit weiter simulieren.
Leider tue ich mich bei der Bauteilewahl immer ein wenig schwer, weil 
ich einfach keinen Überblick über verschieden Transitorreihen habe.

Was ist denn hierbei sinnvoll um den Strom zu erhöhen...den Widerstand 
R7 einfach so weit zu verkleinern, bis man den gewünschten Strom erhält 
oder die anderen Widerstände entsprechend anpassen oder eine Kombination 
aus beidem?

Vielen Dank!


Grüße Marcus

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich habe nun Q2 erst einmal durch einen anderen Transistor ausgetauscht, 
der ein wenig mehr aushält. Der sollte reichen und man kann ihn an einen 
Kühlkörper packen.

Dann habe ich ha den Widerstand R7 auf 0.82 Ohm verkleinert.

Leider komme ich noch nicht auf die gewünschten Ergebnisse.

Ich möchte gerne den Strom noch erhöhen, dass also bei 30V ca 1A fließt 
und bei 0V nur ein paar mA.

Jemand noch eine Idee, wie ich das anstellen könnte?


Grüße
Marcus

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Laß mal den R1 mit 1k ganz weg, dann wird es auch eine 
Darlingtonschaltung.

Autor: Marcus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank. Nur leider habe ich nun immer noch das Problem, dass ich 
maximal
einen Strom von 760mA bekomme und das bei einer Spannung von 3V.

Danach knickt der Strom ab und wird schnell kleiner ...wie Ahner 
schrieb.

Gibt es irgend eine Möglichkeit, dass  der Strom von 0-30 Volt 
(einigermaßen) linear ansteigt und dann erst abfällt?


Vielen Dank!

Grüße
Marcus

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.