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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Basiswiderstand: Korrekt verstanden und berechnet?


Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Also:
Ich experimentiere gerade mit PWM Programmierung und es geht.
Jetzt wollte ich daraus grad was sinnvolles machen.
Ich habe LED Lampen mit 1,2 Watt das davon 16 Stück also 19,2 Watt sagen 
wir also runde 20 Watt an 12 V gibt also 1,6 A.

In der Bastelkiste habe ich unzählige BD 679 aus einer Firmenauflösung.
Die können laut Datenblatt bis 4A also dachte ich bau ich mal nen Dimmer 
für die LED.

Der Artikel über den Basiswiderstand brachte mich zu folgender Rechnung:

Ic = 1,6A durch den hFE Wert von 750 aus dem Datenblatt teilen ergibt 
rund 0,002 Basisstrom Ib.

Dann komme ich mit 5V vom AVR und ziehe die 1,4 Volt ab die am 
Darlington abfallen.
Sind also noch 3,6 Volt was mir nach Ohm 3,6V/0,002A = 1800 Ohm 
Basiswiderstand liefert.

Ist das korrekt und plausibel?

: Verschoben durch Admin
Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Christoph Hoell schrieb:

> Sind also noch 3,6 Volt was mir nach Ohm 3,6V/0,002A = 1800 Ohm
> Basiswiderstand liefert.
>
> Ist das korrekt und plausibel?

Klingt nicht so schlecht.
Geh auf 1k oder ev. noch weniger. Du willst den Transi in die Sättigung 
treiben, bietest ihm daher mehr Basisstrom an, als er theoretisch 
brauchen würde.

Noch eine Frage: die hFe von 750. War das der beste oder der 
schlechteste Wert im Datenblatt? An dieser Stelle rechnest du immer mit 
dem schlechtesten Wert.

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Im Datenblatt steht NUR dieser Wert und zwar in der Spalte MIN.
Bei MAX ist nur ein Strich.

Achso. Warum ich auch noch Frage nicht nur wegen der Berechnung.
Ich hab zu testen jetzt nur eine dieser Lampen dran, also nur 1,2 Watt. 
nun ist es aber so, dass mir die Dimmstufen da gar nicht so gut 
gefallen.
Ich habe 8 Stufen, die hatte ich halt schön auf einer LED eingestellt. 
Hier ist mir eigentlich die kleinste Stufe schon zu hell.
Für Spass hab ich mal nen 15K als Basiswiderstand genommen, und das ist 
schon viel besser.

Aber sinnvoll ist den BD679 dann mit 1k anzufahren und die Dimmstufen 
auf diese Lampen anzupassen, oder?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Christoph Hoell schrieb:

> Für Spass hab ich mal nen 15K als Basiswiderstand genommen, und das ist
> schon viel besser.

Dann steuert aber der Darlington laut deiner Rechnung nicht mehr voll 
durch. D.h. er wirkt als Widerstand.

> Aber sinnvoll ist den BD679 dann mit 1k anzufahren und die Dimmstufen
> auf diese Lampen anzupassen, oder?

Exakt.

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Danke.
Mit nem 1k und allen Lampen dran sieht es fast Klasse aus. Die unteren 
beiden Stufen werde ich noch ändern. Dann passt es.

Und ein Kühlblech bekommt der gute auch noch. Er wird schon gut Warm 
auch wenn der gute 4A und sogar 6A Peak können soll.

Autor: Alex22 (Gast)
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>Er wird schon gut Warm

Miss mal die Spannung zwischen Kollektor und Emitter. Laut Datenblatt 
liegt sie (V_CEsat) bei 2,5V bei einem Strom von 1,5A. Es wird von einem 
Basisstrom von 30mA ausgegangen.

Falls bei dir die Kollektor-Emitter-Spannung größer als 2,5V sein 
sollte, solltest du den Basiswiderstand verringern. Dies sorgt für 
weniger Verluste im Transistor.

Ferner: Bei 2,5V und 1,6A fallen am Transistor 4W an Verlusten an. Das 
Package dürfte ca. 70°C/W haben, d.h. der Transistor erreicht 
(theoretisch) eine Temperatur von 280°C (über Umgebung). Da muss ein 
Kühlkörper dran!

Gruß,
Alex

Autor: Lehrtaste (Gast)
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Naja, die 4W kommen aber nur bei 100% duty-cycle zusatnde. Trotzdem: 
Gescheiter Kühlkörper dran und gut ist's.

Autor: Knut (Gast)
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Oder n MOSFET benutzen falls vorhanden


Gruß Knut

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>Naja, die 4W kommen aber nur bei 100% duty-cycle zusatnde

Korrekt, aber stell' dir mal vor, der Duty-Cycle wird (vielleicht sogar 
versehentlich) mal auf 100% eingestellt. Dann ist der Transistor in 
Sekunden fritte und Christoph Hoell (webturtle) weiß ggf. gar nicht 
warum :-)

Autor: thisamplifierisloud (Gast)
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Bei dem, was MOSFETs kosten, lohnt das nicht.
Nichtmal, wenn die Transen für lau sind.

Autor: Knut (Gast)
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thisamplifierisloud schrieb:
> Bei dem, was MOSFETs kosten, lohnt das nicht.

Wo kaufst du denn ein? Die sind etwa gleich billig!




Gruß Knut

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Dies Messungen werd ich heut abend nachholen. War gestern leider schon 
offline.
Und ne Kühlung kommt auf jeden Fall dran.

Danke nochmal für alle Tips.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Knut schrieb:
> thisamplifierisloud schrieb:
>> Bei dem, was MOSFETs kosten, lohnt das nicht.
>
> Wo kaufst du denn ein? Die sind etwa gleich billig!

Na ja, ein Mosfet ist wahrscheinlich billiger als der Kühlkörper für den 
Transistor. Kleiner wird das auch und die Lampen werden mit 12 und nicht 
mit 10 - 10,5V betrieben.
Gehen tut beides, je nach Couleur.

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Welchen MOSFET würdest du empfehlen für dieses Sache und wie würde ich 
vorgehen wenn ich mit , sagen wir mal 200 Watt belasten möchte.
Mit MOSFET habe ich noch nicht gearbeitet, da würde mich mal 
interessieren wie ich diesen auswählen würde.

Und ich bestell demnächst eh bei Reichelt, da kann es ja nicht schaden 
einfach mal ein paar zu ordern die im Bereich 4 bis 8 A oder so 
eingestzt werden könnten.

Der Kühlkörper in diesem konkreten Fall wird bestimmt selbst gebaut.

Autor: Jojo (Gast)
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Moin,

also bezüglich der Auswahl des MOSFETs kannst du ja mal einen Blick in 
die Standard-Bauteilliste hier werfen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardba...

Oben drüber steht ganz richtig, daß die BUZ-Typen recht veraltet sind. 
Sie funktionieren aber dennoch recht "gut". Sie sind natürlich nicht so 
toll, wie die moderneren, aber man kann sie benutzen (nur falls du mal 
bei Pollin was bestellst ;) ).

Dann mußt du aber den "Basis"-Widerstand anders auslegen. Das ist dann 
ein "Gate"-Widerstand und begrenzt den Strom beim "Ausladen" des Gates. 
Das soll idR. recht schnell passieren. Also z.B. 470 Ohm dran. Dann hast 
du grob 10 mA, das kann der µC problemlos ab :) ...

Gruß

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Und weil es grad so schön ist:

Berechnung für den Kühlkörper:

Aus Datenblatt:
Tj = 150 °C
Rth-case = 3,12 K/W
Ptot = 40W

Prüfung: Pv = (Tj-Tu)/Rth = (150-125)/3,12 = 40,06 also = Ptot also 
korrekt.

Im Datenblatt sind nun noch Rth-ambient mit 100K/W angegeben.
Aber ich weiss einfach nicht wie es weiter geht und wie ich auf Rk komme 
um herausfinden wie der Kühler dimensioniert sein sollte.

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Danke für die Mosfet Tips.

Weiter zur Rechnung, hab was gefunden:

Tcase = Tj - Pv * Rth-case = 150°C - 40W * 3,12K/W = 25,2 °C

Für die Glimmerscheibe gelten dann Ti = 40W *0,3 = 12°C

Also: T Kühlkörper = Tj - Tcase - Ti - Tu = 150 - 25,2 - 12 - 25 = 
87,8°C

Also Rk = 87,8 °C / 40 W = 2,195 K/W

Mir ist bewusst dass ich °C und K wild vermische, aber das macht in 
diesem Fall nichts da es um Temperaturdifferenzen geht.

Rechnung korrekt?

Das wäre dann schon an anständiger Kühlkörper der gebraucht würde.

Autor: Christoph Hoell (webturtle)
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Es muss ein Fehler drin sein, denn der beste den ich so finde hat 3,6 
K/W

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