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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 180V DC @ ca. 4,5 mA schalten


Autor: Andreas G. (andy1988)
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Hallo,
Ich erzeuge mit einem Mikrocontroller 180V für eine Nixie Röhre.
Jetzt will ich die Anode der Nixie vom Mikrocontroller ein- und 
ausschalten können.

Ich hab hier ein paar SMBTA42 Transistoren liegen. Leider hab ich das 
irgendwie missverstanden und einen Emitterfolger gebastelt und mich 
erstmal schwerst gewundert, warum am Emitter nur 5V rauskommen und nicht 
180V ;)
Das sind nur 4,5mA, die geschaltet werden müssen, Allerdings hab ich 
keine Ahnung wie. Am liebsten wäre mir, wenn ich die SMBTA42 (NPN) 
Transistoren dafür nutzen könnte.

Muss ich da ne Darlington Schaltung aufbauen?

Danke für die Hilfe!
Ich muss echt mal mehr mit einfachen Transistoren machen. Verwöhntes 
fertig-IC-Kind... ;)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Muss ich da ne Darlington Schaltung aufbauen?

Wenn deine Transistoren eine Stromverstärkung großer als 0,1 (ein 
Zehntel) haben, dann ist Darlington nicht nötig.

Allerdings muss der Transistor die 180V locker abkönnen...

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Tut er. Soweit ich das Dtaenblatt richtig interpretiere, hat er eine 
Verstärkung (hFE) von 40, wenn Ic=10mA und Vce = 10V.

Das Teil hält 300V bei 500mA aus. Wundert mich irgendwie bei dem kleinen 
SOT23 Gehäuse.

Wie genau mach ich denn das? Ich hab bisher einfach die 180V an den 
Kollektor, die Anode and den Emitter und die Basis mit Vorwiderstand an 
die 5V. Vorerst nichtmal über den Controller sondern direkt über die 5V 
Versorgungsspannung zum testen. Da kommen nur 5V raus.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Da du einen npn zum Schalten der Anode (180V Seite) nutzen willst, musst 
du dahinter eine geeeignete Ansteuerschaltung aufbauen.

Wie schnell/oft willst du denn schalten?

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Doch recht schnell. 6 Stück sollen gemultiplext werden.
Möglichst natürlich so, dass man es nicht sieht.

Gehts denn einfacher mit PNP Transistoren?

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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eigentlich brauchst du dafür einen PNP transistor.

Oben rechts siehst du wie ich das mit einem NPN, einem PNP und einem 
Widerstand gelöst habe: 
http://lupin.shizzle.it/images/lupi-nixie_sch.jpg

Wenn du keinen PNP zur Hand hast könnte es mit zwei NPN so klappen:

Einer zieht im durchgesteuerten Zustand die Basis des zweiten NPNs nach 
masse (ganz normal wie bei den Kathoden deiner Nixies).

Der zweite NPN hat seinen Kollektor an +180V, seine Basis über einen 
Pullup widerstand an +180V und eben am Kollektor des ersten NPNs. Der 
Emitter ist an der Anode der nixie röhre.

Ist der erste NPN nicht durchgesteuert so fließt der strom über den 
pull-up widerstand in den zweiten NPN - damit sollte er durschalten.
Ist der erste NPN durchgesteuert so fließt der Strom über den pull-up 
widerstand nach masse weg (da der erste NPN die Basis des zweiten runter 
zieht).

Autor: Alexander Sewergin (agentbsik)
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http://stefankneller.de/



Da wird dir alles erklärt.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Gehts denn einfacher mit PNP Transistoren?

Ja.

Was ist recht schnell?


Ist nicht besonders schön, sollte aber gehen:

180V-------o----------o-------------------
           |          |
           R          |
           |        |/ C
           o--------| npn
           |        |\ E
           |          |
           |          |
         |/ C         |
µC--R_v--| npn        Last
         |\ E         |
           |          |
           |          |
GND--------o----------o-------------------

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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@lupin
Verwendest du die Pullups des AVRs um die Transistoren anzusteuern, oder 
hast du die Basiswiderstände vergessen?

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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geiles bauteilegrab :D

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Besser waere es wenn du noch den Komplementaertype SMBTA92 haettes.

--------+-------+--- 180V
        |       |
        R1      E (PNP)
        |
        +------B  (PNP)
        |
        R2      C (PNP)
        |       |
        C (NPN) Anode Nixie
----R3-B
        E
        |
        GND

PNP = SMBTA92
NPN = SMBTA42

hfe der Transistoren ca. 40

IB(PNP) = 4.5mA / 40 = 112uA

Wir nehmen einen uebersteuerungsfaktor von 4 an

IR2 = 0.45mA

Damit berechnet sich R2 = 180V / 0.45mA = 400K gewaehlt 330K oder 390K

Damit der PNP sicher sperrt lassen wir ueber R1  IB/5 fliessen

IR1 = IB/10 = 23uA

An R1 stehen 0.7V an damit wird R1 = 0.7/23uA = 31.2K gewaehlt 27 oder 
33K

An R3 stehen  UHigh(4.5V) - 0.7V = 3.8V an
Der einfachheit lassen wir als Basisstrom gleich viel wie den 
Kollektorstrom fliessen also 0.45mA

Damit wird R3 = 3.8V / 0.45mA = 8.4K  gewaehlt 8.2 oder 10 Kohm

Gruss Helmi

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Benedikt: die pullups funktionieren hier wunderbar.... "vergessen" - 
würde den transistoren wahrscheinlich auch nix ausmachen, jedenfalls 
sind die mir bei experimenten nicht sofort abgeraucht.

So wie mathias das gezeichnet hat hab ich's mir auch gedacht... hätt ich 
mir das ganze beschreiben ja sparen können - so ists eh viel besser.

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Super, danke für die zahlreiche Hilfe.
Ich glaub ich nehm wirklich den 92er. Kosten ja nicht die Welt. Die 42er 
werd ich erstmal einmotten ;)

edit:
Von wegen einmotten. Die brauch ich ja sowieso.
Mal schauen, was der Elektronikladen hier um die Ecke für die 92er will. 
Der hat Apothekenpreise, aber wahrscheinlich ists billiger als die 
Mindestbestellmenge + Versand bei reichelt. Ich brauch sonst grad 
nichts.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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brauchst die 42er nicht für die kathoden?

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Für die Kathoden hab ich nen 74141.
Ursprünglich wollte ich 6 Stück davon benutzen. Das war mir aber dann 
doch zu viel Verdrahtungsaufwand.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Galauner wrote:

> Das Teil hält 300V bei 500mA aus.

Kaum. ;-)  Es hält wohl nur entweder 300 V oder 500 mA aus...

300 V bei 500 mA wären 150 W Verlustleistung.  Da darfst du mit
einem geringfügig größeren Gehäuse aufwarten als SOT-23. :-)

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Hmm, stimmt :D
Ich hab nicht so wirklich über die Größenordnung nachgedacht. Nur fand 
ich die Werte selber schon ziemlich hoch für SOT23. Hab ich ja oben 
schon geschrieben.

Bei mir wird er wohl durchhalten: 180V * 4,5mA = 810mW :)


@benedikt
Nee... Ich glaub das hat er extra so gemacht: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor...
Oder?

Autor: holger (Gast)
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>SOT23. Hab ich ja oben schon geschrieben.
>Bei mir wird er wohl durchhalten: 180V * 4,5mA = 810mW :)

Hust, brenn Baby brenn ;)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Bei mir wird er wohl durchhalten: 180V * 4,5mA = 810mW :)

Wieso das ?

Wenn der Transistor durchgeschaltet ist fallen an ihm ca. 0.3V ab bei 
4.5mA
und wenn er sperrt sind 180V bei fast nichts an Strom.
Nur im Bereich dazwischen beim Umschalten wird dort Leistung umgesetzt.

Gruss Helmi

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Galauner wrote:

> Bei mir wird er wohl durchhalten: 180V * 4,5mA = 810mW :)

Das dürfte zum Selbstauslöten eines SOT-23 gerade so reichen. :-)

Im Ernst: auch bei dir muss er nur wiederum entweder 180 V oder
4,5 mA aushalten -- und das kann er wohl.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>180V * 4,5mA = 810mW :)

Stimmt doch nicht.
Es muss immer Spannung über Bauelement mal Strom durch Bauelement 
sein!

Also:
T leitend:
U = ~0, I = 4,5mA => P = ~0

T sperrt:
U = 180V, I = ~0  => P = ~0

Autor: Andreas G. (andy1988)
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Arg, verdammt! Ich hätte im ersten Semester besser aufpassen (bzw. mehr 
kommen) sollen ;)
Der Strom der abfällt ist interessant...

Naja, die Klausur war ne 3,3 und jetzt hab ich eh kein E-Technik mehr :D

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Galauner wrote:

> Der Strom der abfällt ist interessant...

Nein, Strom fällt nicht ab...  Nicht umsonst gibt es schließlich
Spannungsabfalleimer. ;-)  Strom fließt einfach nur.

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