Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausgang des µC verstärken, welchen Leistungstransistor


von Maxster (Gast)


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Hallo Zusammen,
ich möchte mit dem Ausgang meines µC ca. 4Ampere schalten, dazu wollte 
ich einen Leistungstransistor verwenden, eventuell eien BD 441, der kann 
4A schalten. Im Datenblatt steht aber etwas von IB = 1A, heißt das, dass 
ich an der Basis mindestens 1A anschließen muss um die 4A zu schalten?

Datenblatt: 
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/4130.pdf


Hat jemand eventuell ne bessere Alternative?

Danke!

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Ein Relais?

von Harald W. (wilhelms)


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Maxster schrieb:

> ich möchte mit dem Ausgang meines µC ca. 4Ampere schalten,

Das geht vermutlich am besten mit einem (Logik-)FET.

von W.S. (Gast)


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..der aber seinerseits auch angesteuert sein will, z.B. mit einem TC4429 
o.ä.

W.S.

von Achim_42 (Gast)


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Nur wenn er den schneller als 100mal pro Sekunde schalten will.
Sonst reicht ein 100R Vorwiderstand.

von Achim_42 (Gast)


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IRF 3205Z zum Beispiel (Reichelt -,78)

von Franz F. (franzman)


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Die 1A sind der Maximale Strom, der durch die Basis fließen darf.
Dieser hat eine maximale Verstärkung von 100, das heißt du musst 
mindestens 4A/100=40mA hineinschieben. Da man aber übersteuern muss, 
sollten es schon 100-200mA sein, kommt auf die Last drauf an. Dies geht 
mit einem µc sowieso nicht mehr.


Am besten du nimmst einen Logic level Fet, wie Harald bereits gesagt 
hat.
Ich habe mir für meine 5V Peripherien einmal einen Haufen Si2366DS von 
Vishay gekauft. Kannst direkt an den µC hängen, (Bei PushPull Ausgang) 
und müsste die 4A locker schaffen bei Raumtemperatur.

mfg

von Falk B. (falk)


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@ Maxster (Gast)

>4A schalten. Im Datenblatt steht aber etwas von IB = 1A, heißt das, dass
>ich an der Basis mindestens 1A anschließen muss um die 4A zu schalten?

Nein. Das ist der maximal zulässige Basisstrom. Man braucht eher um die 
270mA, die Stromverstärkung ist bei 2A mindesten 15. Ist aber immer noch 
viel.

>Hat jemand eventuell ne bessere Alternative?

MOSFET, IRLZ34, der Klassiker.

von c-hater (Gast)


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Maxster schrieb:

> ich möchte mit dem Ausgang meines µC ca. 4Ampere schalten, dazu wollte
> ich einen Leistungstransistor verwenden, eventuell eien BD 441, der kann
> 4A schalten. Im Datenblatt steht aber etwas von IB = 1A, heißt das, dass
> ich an der Basis mindestens 1A anschließen muss um die 4A zu schalten?

Nein. Das sind die "Maximum Ratings". Heißt soviel: er kann maximal 1A 
Strom zwischen Basis und Emitter ab, ohne dadurch kaputt zu gehen.

Was du brauchst, ist der minimale Strom, mit dem er in die Sättigung 
getrieben werden kann, um die 4A zwischen Kollektor und Emitter mit 
geringstmöglicher Verlustleistung (also maximal möglichem Wirkungsgrad) 
durchzuleiten.

Den ermittelst du über das Diagramm "Figure 1. Collector Saturation 
Region".
Sind so Pi mal Daumen 200mA. Zwar wesentlich weniger als 1A aber immer 
noch viel zuviel für einen handelsüblichen µC-Pin...

Fazit: Nimm' einen LL-FET. Oder, wenn's aus irgendeinem Grund unbedingt 
ein bipolarer Transistor sein muß, dann einen Darlington.

von Maxster (Gast)


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Danke für die Guten Antworten. Ja ich bräuchte eigentlich nicht 
unbedingt einen Transistor, möchte damit nur das Licht eines Super Seven 
einchalten und hab in der Mittelkonsole eben wenig platz, deshalb währen 
Transistoren schöner.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Schön, dass du sagst, dass du dicke Glühlampen schalten möchtest.
Wenn du das per Halbleiter erledigen willst, solltest du nicht von 4A 
sondern eher von 40A ausgehen (Kalteinschaltstrom). Worüber ein übliches 
Kfz-Relais nur lächelt (kurzzeitige 10fache Überlastung) killt den nicht 
dafür ausgelegten Halbleiter wahrscheinlich schon beim allerersten Mal.

Alles mit bipolaren Transistoren kannst du vergessen. In Frage kommen 
nur passende Mosfest. Also:
-kleine Gatespannung (logic-level)
-Dauerstrom 5A
-Kurzzeitig mit >40-50A belastbar

IRLZ34 z.B. sollte passen.

von Klaus (Gast)


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Maxster schrieb:
> Hallo Zusammen,
> ich möchte mit dem Ausgang meines µC ca. 4Ampere schalten, dazu wollte
> ich einen Leistungstransistor verwenden, eventuell eien BD 441, der kann
> 4A schalten. Im Datenblatt steht aber etwas von IB = 1A, heißt das, dass
> ich an der Basis mindestens 1A anschließen muss um die 4A zu schalten?
>
> Datenblatt:
> http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroe...
>
> Hat jemand eventuell ne bessere Alternative?
>
> Danke!

Bedenke auch den für bipolare Transistoren notwendigen (nicht 
unerheblichen) Basisstrom. Evtl. kann der uC Ausgang den nicht liefern 
und geht in Strombegrenzung, wodurch der Transistor für den Schaltmoment 
eine hohe Verlustleistung durchläuft. Das macht der dann sicher ein paar 
mal mit und dann ist Feierabend. Evtl. Darlington-Schaltung überlegen, 
wenn es unbedingt bipolare Transistoren sein sollen. Zum Schalten kann 
ich mir einen MOSFET fast besser vorstellen (in der IRF Serie wirst du 
bestimmt fündig, z.B IRF540 is n ziemlich dicker Brummer). Gleiches 
Problem aber mit der Gate-Ladung und Entladung. Hier eine gute Balance 
aus Lade/Entladestrom des Gates und Anstiegszeit austüfteln und ggf. 
eine Bipolar-Treiberstufe davor. Ein paar Standard-Transistoren mit 
kleinen Widerständen sollten es tun.

Die Sache mit den hohen Einschaltströmen wurde ja schon gesagt.

Auch auf die Verlustleistung über BE bzw. SD acht geben. Vor Urzeiten 
war das der Grund warum mir meine Spannungsregelung Marke Eigenbau in 
Rauch aufgegangen ist und den alten 486 gleich mitgenommen hat. Vom 
maximal zulässigen Strom her hatte der Leistungshalbleiter dicke Luft, 
aber die Verlustleistung hat ihn trotz Kühlkörper in Sekunden gekillt.

von Klaus (Gast)


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Ich meinte natürlich CE...

von Maxster (Gast)


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Ja ich denke ich werde den IRLZ 34N nehmen, aber wie berechne ich da den 
Basis Vorwiderstand? 4,2 / Sättigungsstrom, wo steht der im Datenblatt.

Vorher hatte jemand was von Fig1 geschrieben, kannst mir das vill 
genauer erklären?

Ich finde in dem Datenblatt nichts über die Verstärkung oder die 
Sättigung

von Klaus (Gast)


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Das ist doch ein MOSFET. Häng einfach eine Gegentakttreiber-Stufe vor 
das Gate.

von c-hater (Gast)


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H.Joachim Seifert schrieb:

> Alles mit bipolaren Transistoren kannst du vergessen.

Quatsch.

Natürlich geht das auch mit bipolaren Transistoren. Hier kann man 
nämlich den Kennlinienverlauf sehr leicht dazu benutzen, den 
Kaltstromstroß einer Glühlampe zu dämpfen. Das ist insbesondere auch für 
die Lebensdauer der Glühlampe nicht schlecht.

Übrigens: Dieser Ansatz ist Stand der Technik seit etwa 50 Jahren und 
wird auch heute gern überall dort benutzt, wo es nicht so einfach (oder 
nicht so billig) ist, mal eben die Glühlampe zu tauschen...

von Achim_42 (Gast)


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>aber wie berechne ich da den Basis Vorwiderstand?
Du brauchst eigentlich keinen, da Du nur ein/aus schaltest. Aber du 
lädst die Gatekapazität um und hast zwischen Gate und Drain parasitäre 
Kapazitäten. Deshalb würde ich doch einen nehmen.

Da gehen aber 100R oder 1k.

Gatettreiber brauchst Du für Ein/Ausschalten nicht.

von Achim_42 (Gast)


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>> Alles mit bipolaren Transistoren kannst du vergessen.
>Quatsch.
Ein Bipolaretransistor hat bei 4A durch die Sättigungsspannung 
wahrscheinlich ca. 1 Watt Verluste. Undgekühlt wird der heiß.

Ein Mosfet mit 10mR hat bei 4A nur 160mW.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Natürlich geht es, aber es ist nicht sinnvoll, wurde alles schon 
erörtert.

von Klaus (Gast)


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> Da gehen aber 100R oder 1k.
>
> Gatettreiber brauchst Du für Ein/Ausschalten nicht.

Kommt auf die Gatekapazität an und die gewünschte Flankensteilheit 
respektive die Verlustleistung während dieses Schaltvorgangs. Im Zweifel 
eher den kleineren Widerstand, gerade so, dass beim Laden von 0V auf die 
Ausgangsspannung des Pins der maximalen Strom nicht überschritten wird.

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