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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Highside-Treiber-Frage


Autor: GastGast (Gast)
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Guten Abend,

ich hab folgendes Problem: Ich möchte mit einem Logic-Pegel einen PNP 
schalten, der an 100V hängt. Die Standardlösung ist wohl die, die man im 
angehängten Bild sehen kann.

Das Problem an der Schaltung ist, dass wenn ich 10mA Basisstrom habe, 
dass der NPN-Transistor ungefähr 1W aushalten können muss.

Weiß jemand eine Möglichkeit, wie ich ohne viel Leistung zu verbraten 
eine 100V-Spannung mit 5V schalten kann?

Eine Schaltfrequenz von 1kHz wäre wünschenswert ...

Schonmal Danke für hilfreiche Antworten!

Schöne Grüße,
GastGast

: Verschoben durch Admin
Autor: Hans (Gast)
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>Weiß jemand eine Möglichkeit, wie ich ohne viel Leistung zu verbraten
>eine 100V-Spannung mit 5V schalten kann?

Nimm doch einfach einen P-MosFet.
Aufpassen mußt Du auf die Vgs, also mit einer Z-Diode die Vgs begrenzen.

Autor: karadur (Gast)
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hallo

deine Schaltung wird so mit einem lauten Knall enden. Da fehlt 
mindestens ein Basisvorwiderstand am PNP. Man könnte auch eine 
Kombination aus Z-Diode und Widerstand nehmen. z.B. Z-Diode 91V und 1k. 
Die Verlustleistung bleibt dir sowieso erhalten. Du verteilst sie nur 
anders.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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am NPN Transistor fallen doch nur ca 0.5V oder sowas ab, wenn der 
durchsteuert. Wie genau kommst du auf 1W?

Im übrigen gebe ich meinem Vorposter recht.

Autor: bensch (Gast)
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Könntest du deine "Schaltung" mal testen?
Und mach gleich ein Video davon....

Autor: GastGast (Gast)
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Simon K. schrieb:
> am NPN Transistor fallen doch nur ca 0.5V oder sowas ab, wenn der
> durchsteuert. Wie genau kommst du auf 1W?

Hmm ... Soweit ich das verstandanden hab, teilen sich dann die 100V auf 
Ube (PNP) und Uce (NPN). Da Ube um die 0,7V sind, muss Uce des NPNs dann 
100V-0,7V sein. Oder nicht?

Hmm ja ... das mit dem MOSFET müsste ich mal testen ... Ist aber glaub 
ich schwierig einen P-Kanal mit der Spannungsfestigkeit zu finden ... 
N-Kanal ist einfacher, aber dann bräuchte ich wohl irgendeine 
Bootstrap-Schaltung oder wie der Kram heißt :)

Autor: GastGast (Gast)
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Aber stimmt ... da fehlt mindestens ein Basisvorwiderstand ... Weil, 
wenn Ube (PNP) auf 0,7V stabilisiert, aber der NPN schaltet durch und 
hat Uce=0,2V, dann beißt sich da was ... So gesehen kann das so wohl 
nicht funktionieren.

Ich probier mal lieber einen P-Kanal-Mosfet zu finden, der dafür 
funktioniert ...

Autor: LuXXuS 909 (aichn)
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Den R1 kannste dir eigentlich auch schenken, der PNP leitet ja auch nur, 
wenn du Strom aus seiner Basis ziehst. Für nen MOSFET würdest du ihn an 
dieser Stelle brauchen.

Autor: GastGast (Gast)
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Dennis E. schrieb:
> Den R1 kannste dir eigentlich auch schenken, der PNP leitet ja auch nur,
> wenn du Strom aus seiner Basis ziehst. Für nen MOSFET würdest du ihn an
> dieser Stelle brauchen.

Ööööh ... bist du dir da sicher? Soweit ich weiß, braucht man den ... 
Wenn der NPN sperrt hängt die Basis quasi in der Luft und wenn man sie 
falsch anschaut, fängt sie zum flattern an ... Auf den Widerstand zu 
verzichten wär schon ein großer Murks ...

Autor: micro1 (Gast)
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Hallo,

ist bleibt wohl nichts andres übrig alles MOSFET oder IGBT.
Irgendwann ab einer bestimmten Spannung wiegen die Vorteile des IGBTs 
über als des Mosfets.
Muss du dann berechnen.

Oder nimm ein Relais oder Schütz

Autor: MarioT (Gast)
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GastGast schrieb:
> Eine Schaltfrequenz von 1kHz wäre wünschenswert ...

micro1 schrieb:
> der nimm ein Relais oder Schütz
wo gibt es son Ding

Autor: LuXXuS 909 (aichn)
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GastGast schrieb:
> Dennis E. schrieb:
>> Den R1 kannste dir eigentlich auch schenken, der PNP leitet ja auch nur,
>> wenn du Strom aus seiner Basis ziehst. Für nen MOSFET würdest du ihn an
>> dieser Stelle brauchen.
>
> Ööööh ... bist du dir da sicher? Soweit ich weiß, braucht man den ...
> Wenn der NPN sperrt hängt die Basis quasi in der Luft und wenn man sie
> falsch anschaut, fängt sie zum flattern an ... Auf den Widerstand zu
> verzichten wär schon ein großer Murks ...


Ist das so? Also ich habe es bis jetzt immer ohne den Widerstand 
gemacht, und hatte nie Probleme damit. Aber jetzt wo du es sagst, macht 
das generell schon Sinn. Ist aber jetzt ne gute Frage...Kann man die 
Basis als "floatend" betrachten, wenn der NPN sperrt?

Kann mir da noch einer mal seine Meinung zu sagen? Also schaden tut der 
Widerstand ja nicht.

Autor: Pothead (Gast)
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Dennis E. schrieb:
> Ist aber jetzt ne gute Frage...Kann man die
> Basis als "floatend" betrachten, wenn der NPN sperrt?

Quatsch. Ein Bipolartransistor ist stromgesteuert. Wie oben schon 
erwähnt: dieser Fall ist für einen Feldeffekt(!)transistor interessant, 
da spannungsgesteuert.

Autor: LuXXuS 909 (aichn)
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OK, weil dann müsste ich jetzt alle bisher gebastelten Schaltungen 
"nachrüsten" : ) Bin ohne den Widerstand bis jetzt gut gefahren, jedoch 
machte mich das grad jetzt stutzig. Also ist der R1 in der Schaltung 
überflüssig.

Danke!

Autor: Pothead (Gast)
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Wie ein fünftes Rad am Wagen - meistens. Evtl. ist es so leichter zu 
sehen wie "überflüssig" der ist:

     |
   |/
-o-|
 | |>
 R   |
 |   |
 o---o

R kann also raus. Nachteil: Die Geschichte wird natürlich empfindlicher 
gegenüber Störungen (Anpacken mit der Hand etc.) wenn der Treiber 
hochohmig ist (wie es bei dem High-Side-Treiber oben der Fall ist). 
Vorteil: Strom sparen.

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Und erforderlich für ausreichend (je nach Anforderung!) schnelles 
Sperren....

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Jungs, wie wärs, wenn ihr einfach mal ein wenig rechnen würdet, statt 
nur im Nebel rumzustochern?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Pothead schrieb:
> Dennis E. schrieb:
>> Ist aber jetzt ne gute Frage...Kann man die
>> Basis als "floatend" betrachten, wenn der NPN sperrt?
>
> Quatsch. Ein Bipolartransistor ist stromgesteuert. Wie oben schon
> erwähnt: dieser Fall ist für einen Feldeffekt(!)transistor interessant,
> da spannungsgesteuert.

Quatsch stimmt auch nicht. Die "Basisempfindlichkeit" hängt natürlich 
auch von der Verstärkung ab. Ein Darlington Transistor ist schon sehr 
empfindlich an der Basis.

Autor: Pothead (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Ein Darlington Transistor ist schon sehr
> empfindlich an der Basis.

Oh, mir war nicht klar dass es sich um eine Darlington-Stufe handelt.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

ob Darlington oder nicht. Das Problem ist der Basisvorwiderstand und 
damit geht es.

Autor: Sven (Gast)
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Deswegen haben Darlingtons oft eingebaute Widerstände zwischen B und E.

Mosfet bringt nichts, die können üblicherweise nur Ugs von 20V ab, also 
musst Du mit Zenerdiode oder Spanungsteiler an S und G arbeiten, wodurch 
wieder Strom fließt, kannst Du gleich nen bipolaren nehmen.

Wenn Du den Spannungsverlust über C-E verkraften kannst, nimm einen 
Darlington für den NPN, natürlich ausreichend spannungsfest, nimm für 
den (momentan nicht vorhandenen) Basiswiderstand (zwischen B an Q1 und C 
an T1) 100k / 0.5W, sollte 1mA fliessen. T1 bekommt hoffentlich auch 
einen Basiswiderstand, irgendwas um 10k wenn der mit 5V gesteuert wird.

Wieviel Strom soll denn Q1 schalten können?

Autor: Sven (Gast)
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Korrektur: Ersetze "Darlington für den NPN" durch "Darlington für den 
PNP", also Q1.

Autor: Sven (Gast)
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Übrigens: T1, also der NPN, muss auch die 100V abkönnen. Wenn er 
gesperrt ist, liegen die am C von T1 an.

Autor: HildeK (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Pothead schrieb:
>> Dennis E. schrieb:
>>> Ist aber jetzt ne gute Frage...Kann man die
>>> Basis als "floatend" betrachten, wenn der NPN sperrt?
>>
>> Quatsch. Ein Bipolartransistor ist stromgesteuert. Wie oben schon
>> erwähnt: dieser Fall ist für einen Feldeffekt(!)transistor interessant,
>> da spannungsgesteuert.
>
> Quatsch stimmt auch nicht. Die "Basisempfindlichkeit" hängt natürlich
> auch von der Verstärkung ab. Ein Darlington Transistor ist schon sehr
> empfindlich an der Basis.

Korrekt, auch normalen Transistoren beginnen z.B. bei Berührung schon zu 
leiten. Ich würde auf den R1 nie verzichten.

GastGast schrieb:
> Das Problem an der Schaltung ist, dass wenn ich 10mA Basisstrom habe,
> dass der NPN-Transistor ungefähr 1W aushalten können muss.
Das wurde ja geklärt, indem man dir den Vorwiderstand empfahl. Aber nun 
hast du das eine Watt eben an dem Widerstand.

Autor: marcus0100 (Gast)
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Ich empfehle Dir einen IGBT, die gibts mit Spannungsfestigkeit bis zu 
1200V.
Als Treiber gibts den Optokoppler HCPL3120, dieser kann mit Logikpegel 
den entsprechenden IGBT (BUP314, jedoch nur noch schwer zu bekommen, 
oder aber von Fairchild den FGA120N30DTU mit 300V Uceo).
Es gibt auch entsprechende Supressordioden z.B. 1K5VE400 oder so 
ähnlich), musst mal bei Farnell.de schauen, dort kannst du auch nach 
elektrischen Werten suchen.
Die IGBTs werden auch in Metalldetektoren verwendet, die nach dem 
PI-Prinzip arbeiten, Schaltungen findest du unter www.metalldetektor.de, 
z.B. den miner1-3, dort kannst du sehen, wie so ein IGBT angesteuert 
wird von einem Controller aus (es werden zwar nur 12 bis 21V dort 
geschaltet, aber die Induktionsspannung kann mal locker 800V betragen, 
die von den Supressordioden begrenzt wird, aber dann immer noch am iGBT 
anliegen).
Gruß
Marcus

Autor: Pothead (Gast)
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HildeK schrieb:
> Korrekt, auch normalen Transistoren beginnen z.B. bei Berührung schon zu
> leiten. Ich würde auf den R1 nie verzichten.

Es kommt auf die Ansteuerung an. Wurde aber alles schon geschrieben.

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