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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungstransistoren parallel schalten


Autor: Matthias R. (matsch)
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Moin,
ich habe eine Parallelschaltung von zwei Leistungstransistoren, die wie 
im Bild miteinander verschaltet sind.
Beim Betrieb der Schaltung (I ca. 3A) sollte sich der Strom doch auf 
beide Transistoren in etwa gleich aufteilen.
Ich habe den Strom nicht gemessen, aber Q1 heizt sich stark auf, Q2 
bleibt auf Raumtemperatur (gemessen mit einem Finger der rechten Hand 
;-) ).
Warum habe ich eine so ungleichmäßige Lastverteilung? Dachte das 
gleichen die Emitterwiderstände aus (es wird auch nur R8 wärmer).
Gruß
Matsch

Autor: Falk Brunner (falk)
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>gleichen die Emitterwiderstände aus (es wird auch nur R8 wärmer).

Wahrscheinlich sind sie zu klein, versuch mal 0R33.

MFG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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Wer hat denn R10 und R11 gezeichnet ?
Die sind doch Humbug.

R8 und R9 könnten, wenn sie je 1.5A verteilen sollen,
etwas grösser sind, so 0.5V lässt man meist an
ihnen abfallen, also 0.33 Ohm (0.22 tun's sicher auch,
alles eine Frage um wie viel Prozent die Ströme vom
Wunschwert abweichen dürfen).
Aber 0.1 ist eigentlich nur passend, wenn die
Transistoren "gepaart" wurden, also auf gleiche
Kennlinie ausgemessen worden sind.

Autor: Frank Esselbach (Firma: Q3) (qualidat)
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Mit welcher Frequenz benutzt du deine Schaltung?
Ist die Last eine ohmsche Last?
Wenn die beiden Transis nicht ausgesucht annähernd die selbe 
Flankensteilheit (Transitfrequenz) haben, ist immer einer davon der 
Dumme und bekommt kurzzeitig sämtliche Leistung ab ...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Matthias R. schrieb:
>
> Warum habe ich eine so ungleichmäßige Lastverteilung?

Gegenfrage: Warum hast du so T'S mit deutlich unterschiedlicher 
Stromverstärkung eingebaut? Warum hast Du diese nicht VOR dem Einbau 
selektiert.?


Hätten Deine Transistoren nahezugleiche Stromverstärkung, wäre das kein 
Problem - und hier kein Post.

>  Dachte das
> gleichen die Emitterwiderstände aus (es wird auch nur R8 wärmer).


Wie Falk schon sagte: größere Widerstände mildern das Problem.

Aber die Ursache ist die oben erwähnte.

Du hast nun 2 Möglichkeiten:

die faule, bei der Du größere Widerstände wählst und damit mehr Abwärme 
bzw. schlechteren Gesamtwirkungsgrad und höheren Spannungsfall.


die sorgfältige, die gepaarte Transsitoren einsetzt.



Aber Fakt ist und bleibt: Arbeit macht das Prallelschalten immer.

Autor: Matthias R. (matsch)
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Andrew Taylor schrieb:
> Gegenfrage: Warum hast du so T'S mit deutlich unterschiedlicher
> Stromverstärkung eingebaut? Warum hast Du diese nicht VOR dem Einbau
> selektiert.?
Die hatte ich noch liegen.

> Ist die Last eine ohmsche Last?
Ja, eine rein ohmsche Last.

Danke euch für die schnellen Antworten. Ich werden dann erst die 
schnelle (=R's tauschen) Variante wählen, und danach die bessere, aber 
langsame (= Q's auswählen, bestellen, umbauen, ....) Variante 
durchführen.
Ein schönes Wochenende euch.
Gruß
Matsch

Autor: Ralph Berres (rberres)
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An den Emitterwiderstände soll immer bei maximalen Strom ca 0,6V 
abfallen.
Dann hat man eine Stromgegenkopplung , und die Unsymetrie wird 
ausreichend ausgeglichen. Man kann diesen Gegenkopplungswiderstand ja 
auch gleichzeitig für die Strommessung benutzen, der Ihrerseits die 
Überstrombegrenzung steuert, so hat er wenigstens den doppelten Nutzen.

Das gilt vermehrt auch für Mosfets da muss man den Spannungsabfall sogar 
noch viel größer wählen.

Ralph Berres

Autor: Jens G. (jensig)
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Andrew Taylor (marsufant) schrieb:

>Du hast nun 2 Möglichkeiten:

>die faule, bei der Du größere Widerstände wählst und damit mehr Abwärme
>bzw. schlechteren Gesamtwirkungsgrad und höheren Spannungsfall.

>die sorgfältige, die gepaarte Transsitoren einsetzt.

und die dritte Sinnvolle, bei der Du einfach nur einen Transistor 
nimmst, solange man mit Strom und Leistung weit genug von den max. 
Werten entfernt bleibt.
3A sind noch kein Grund, zwei 10A TIP140 parallel zuschalten.
Wie es mit der Verlustleistung aussieht, weis ich allerdings nicht.

Achja: wenn doch Parallelschaltung, dann alle auf einen Kühlkörper, 
damit die thermisch gekoppelt sind, und damit nicht so sehr 
auseinanderlaufen können (unterstützt den Effekt der Emitter-R's.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Jens G. schrieb:
> und die dritte Sinnvolle, bei der Du einfach nur einen Transistor
>
> nimmst, solange man mit Strom und Leistung weit genug von den max.
>
> Werten entfernt bleibt.
>
> 3A sind noch kein Grund, zwei 10A TIP140 parallel zuschalten.
>
> Wie es mit der Verlustleistung aussieht, weis ich allerdings nicht.

Über diese Leiter würde ich so nicht ohne weiteres gehen.

Es hängt davon ab wie hoch die Spannungsdifferenz an dem Transistor im 
worst case Fall ist.

Ich habe schon erlebt das bei einen Netzteil welches 24V 2Amp liefern 
sollte bei 35V Oberspannung 2 parallel Geschaltete BD249C nicht 
ausreichte
und im Kurzschlussfalle ( trotz Strombegrenzung ) abgeraucht waren.
Erst mit 3 Stück parallel war das Netzteil dauerkurzschlußfest.( Trotz 
großzügig überdimensionierter Kühlkörper).
Es gibt bei bipolare Transistoren sowas wie ein Second Breakdown Effekt.
Der wird gemeinhin vollkommen unterschätzt, und ist oft für den Tod von 
Transistoren verantwortlich, obwohl man die Grenzwerte des Transistors 
noch lange nicht erreicht hat.


Ralph Berres

Autor: Jens G. (jensig)
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@Ralph Berres (rberres)

>>Jens G. schrieb:
>> und die dritte Sinnvolle, bei der Du einfach nur einen Transistor
>>
>> nimmst, solange man mit Strom und Leistung weit genug von den max.
>>
>> Werten entfernt bleibt.
>>
>> 3A sind noch kein Grund, zwei 10A TIP140 parallel zuschalten.
>>
>> Wie es mit der Verlustleistung aussieht, weis ich allerdings nicht.

>Über diese Leiter würde ich so nicht ohne weiteres gehen.

>Es hängt davon ab wie hoch die Spannungsdifferenz an dem Transistor im
>worst case Fall ist.

Das habe ich doch mit dem Punkt Verlustleistung abgehakt.
Spannung alleine ist wurscht, Strom alleine ist wurscht - die 
Kombination beider (=Leistung) ist wesentlich, und sollte deutlich unter 
SOA-Grenzlinie liegen.

>Ich habe schon erlebt das bei einen Netzteil welches 24V 2Amp liefern
>sollte bei 35V Oberspannung 2 parallel Geschaltete BD249C nicht
>ausreichte
>und im Kurzschlussfalle ( trotz Strombegrenzung ) abgeraucht waren.
>Erst mit 3 Stück parallel war das Netzteil dauerkurzschlußfest.( Trotz
>großzügig überdimensionierter Kühlkörper).

Dann haste wohl trotzdem was falsch gemacht. Denn der BD249 kann doch 
trotzdem noch 3A bei 30V oder 5A bei 20V machen (bei idealer Kühlung 
natürlich nur). Da sollte man bei 2A Strombegrenzung, 35V Eingang, 2 
BD249, und Kurzschluß am Ausgang schon weit von den Grenzen weg sein.
Vielleicht war der Übergang zw. T und KK zu hochohmig? Oder es war eine 
der misteriösen Fälschungen (schon wieder ;-)

Autor: MaWin (Gast)
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> Denn der BD249 kann doch trotzdem noch 3A bei 30V oder 5A bei
> 20V machen (bei idealer Kühlung natürlich nur).

Also kann er's nicht.

Warum schreibst du das dann nicht ?

Warum ideale Kühlung als gegeben annehmen und
bei der Gelegenheit nicht gleich ideale Transistoren ?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Naja bei einen Kühlkörper von etwa 1°/W ist die 
Kühlkörpertemperaturerhöhung ja schon 70 Watt. Wenn man 30° 
Umgebungstemperatur hinzu zählt, sind das schon 100° die am Kühlkörper 
stehen können. Jeder Transistor muss 35W verkraften mal
(1,25°/w Transistor + 0,5°/W Glimmerscheibe ) sind 35*1,75 = 61,25° die 
das Halbleiterchip gegenüber dem Kühlkörper wärmer wird. Sind also schon 
161° am Halbleiterchip. Da könnte es schon arg eng werden.
Bei 3 Transistoren sind es dann 140,8° Chiptemperatur.

So kan man sich mit dem Wärmehaushalt verschätzen.

Ralph Berres

Autor: Jens G. (jensig)
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>das Halbleiterchip gegenüber dem Kühlkörper wärmer wird. Sind also schon
>161° am Halbleiterchip. Da könnte es schon arg eng werden.
>Bei 3 Transistoren sind es dann 140,8° Chiptemperatur.

>So kan man sich mit dem Wärmehaushalt verschätzen.

Da Du die Wärme an zwei Punkten in den KK einspeist, wirkt das 
Rth-erniedrigend. Da sind wir bestimmt bei genau 150°C - ausgeglichen 
;-)


@MaWin
>> Denn der BD249 kann doch trotzdem noch 3A bei 30V oder 5A bei
>> 20V machen (bei idealer Kühlung natürlich nur).

>Also kann er's nicht.

>Warum schreibst du das dann nicht ?

>Warum ideale Kühlung als gegeben annehmen und
>bei der Gelegenheit nicht gleich ideale Transistoren ?

Warum nicht? Vielleicht habe ich noch welche hier rumliegen ;-)
Aber ich hoffe, Du hast gesehen, daß ich damit nur die theoretischen 
max.Werte genannt habe, um zu sehen, daß hoffentlich noch genug Luft zur 
Realität ist. Habe mich aber leider etwas verschätzt.

Autor: ArnoR (Gast)
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Ideale Kühlung reicht nicht mal. Denn darunter wird konstante 
Gehäusetemperatur verstanden. Die Chiptemperatur liegt dabei durch den 
inneren Wärmewiderstand höher und die SOA-Kennlinie entsprechend tiefer. 
Um die SOA-Kurven der Datenblätter (in der Regel für 25°C angegeben) im 
Dauerbetrieb ausnutzen zu können, müsste man die Gehäuse weit unter 25 
runterkühlen.

Autor: U. B. (pasewalker)
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> Um die SOA-Kurven der Datenblätter (in der Regel für 25°C angegeben) im
> Dauerbetrieb ausnutzen zu können, müsste man die Gehäuse weit unter 25
> runterkühlen.

Nein, man müsste das Gehäuse auf max. 25°C halten.

Autor: ArnoR (Gast)
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Hier im DB des 2n3055 ist im thermisch limitierten Bereich von 
SinglePulse die Rede, also nicht von Dauerbetrieb.

Autor: U. B. (pasewalker)
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Der "Single Pulse" dauert bei DC aber schon einigermaßen lange ...

Autor: ArnoR (Gast)
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Ja schade, dass das nicht besser definiert ist. Die Erfahrung zeigt 
aber, dass die Transistoren das als Dauerbelastung nicht aushalten.

Auch die Kurven für den Sekundär-Duchbruch gelten ja nur für einen DC 
von <10%

Autor: Benjamin (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> An den Emitterwiderstände soll immer bei maximalen Strom ca 0,6V
> abfallen.

dann könnte man eigentlich auch größere emitterwiderstände nehmen und 
jeden der beiden Rs mit einer Si-Diode in Flußrichtung überbrücken!

eine 1N4001 sollte da eigentlich schon gute dienste tun.

Autor: U. B. (pasewalker)
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> dann könnte man eigentlich auch größere emitterwiderstände nehmen und
> jeden der beiden Rs mit einer Si-Diode in Flußrichtung überbrücken! ...

Besser nicht !

Autor: MaWin (Gast)
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> dann könnte man eigentlich auch größere emitterwiderstände nehmen und
> jeden der beiden Rs mit einer Si-Diode in Flußrichtung überbrücken!


[ ] Du hast verstanden wozu Emitterwiderstände dienen sollen

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Benjamin schrieb:
> dann könnte man eigentlich auch größere emitterwiderstände nehmen und
>
> jeden der beiden Rs mit einer Si-Diode in Flußrichtung überbrücken!

NEIN!!!

Ralph Berres

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