Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Labornetzteil Emitter-Basis-Durchbruch vermeiden


von Stephan M. (multimeter90)


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Hallo Leute,

in keiner mir bekannten Schaltung für ein Labornetzteil mit 
Längstransistor wird auf das Problem einer (konstanten) Spannung am 
Ausgang eingegangen zB durch einen großen Kondensator.

Wird der Längstransistor am Emitter mit zB 20V beansprucht und an der 
Basis liegt aber nur noch ein Potential von 5V an, ergibt sich ein U_BE 
von -15V, was kein Transistor auf Dauer mit macht.

1. Wie kann man das Problem umgehen?
2. Kennt jemand ein Labornetzteil, in welchem 1. auch umgesetzt wird? 
Ich sehe immer nur Schaltpläne, bei denen hier kein Schutz eingebaut 
ist.

Vielen Dank für die Antworten!

von Helmut S. (helmuts)


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Durch eine anti-parallele Diode zwischen Basis und Emitter.

von Stephan M. (multimeter90)


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Dann würde mein Kondensator am Ausgang durch diese entladen werden?

von Berechner (Gast)


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Stephan Meter schrieb:
> Dann würde mein Kondensator am Ausgang durch diese entladen
> werden?

Ja.

Wenn Dir das nicht gefällt, dann eben eine Diode in Reihe nach dem 
Emitter.

von Stephan M. (multimeter90)


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Das "gefällt" mir beides nicht so recht. Der OPV der Reglung soll nicht 
für die Entladung eines Kondensators zuständig sein. Eine Diode in Reihe 
müsste im Normalbetrieb (Strom 3A) gekühlt werden :(

Warum wird das in keinem Labornetzteil eingebaut? Also ich habe so 10 
Projekte studiert, angefangen beim Funkschau 73 oder so. Nirgends sehe 
ich eine Diode gegen Rückspeisung.

von Jörg K. (joergk)


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Zur Umgehung dieses Problems schreibt z.B. Peaktech bei seinen 
Linearnetzteilen: "Nicht zum Laden von Akkus verwenden".

Die Überbrückungsdiode habe ich schon in einigen Netzteilen gesehen.

von Stephan M. (multimeter90)


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Dann denken wir/ich mir doch mal was nettes aus um nicht die Reglung zu 
Belasten, aber auch nicht ne dicke Diode einzubauen.
Man müsste der Reglung beibringen nicht zu tief zu gehen, die Spannung 
am Ausgang sinkt ja auch nicht schneller ab, ob nun UBE=-2V oder 
UBE=-20V.

von Matthias K. (Gast)


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Hallo
Man kann auch eine Diode zwischen Ausgang des Ladegeraetes und 
Eingangskondensator schalten so das keine größere reversible Spannung an 
der Schaltung entsteht'auch bei Stromausfall.
Mfg

von Stephan M. (multimeter90)


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Diese Diode vom Ausgang zu den Elkos muss sowieso hin. Das schützt aber 
die Emitter-Kollektor-Strecke, nicht wirklich die Emitter-Basis-Strecke 
(die ja meist nur 5V...7V verkraftet.

von Stephan M. (multimeter90)


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Also ich habe es mal simuliert, mit einer Diode von E zu B ist die 
Spannung UBE nie kleiner -1V. Der Regler-OPV muss laut simulation nur 
4uA mehr ziehen (Wert nur für die Größenordnung). Durch die Diode selbst 
fließt jedoch ein Strom im 1  stelligen mA Bereich. Also eine gute 
Lösung, soweit ich das beurteilen kann.

von Potibrutzler (Gast)


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Hi,
Stephan Meter schrieb:
> Wird der Längstransistor am Emitter mit zB 20V beansprucht und an der
> Basis liegt aber nur noch ein Potential von 5V an, ergibt sich ein U_BE
> von -15V, was kein Transistor auf Dauer mit macht.

wer behauptet, das der Basis-Emitterburchbruch den Trasi zerstört?

Grüße

von Stephan M. (multimeter90)


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Also eine belastbare Quelle habe ich nicht. Aber ich habe schon davon 
gelesen, dass es langfristig die Eigenschaften (zB Stromverstärkung) 
verändert. Im Datenblatt ist der Wert ja auch extra angegeben.

von Potibrutzler (Gast)


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Hi,
klar, die Durchbruchspanung ist angegeben. Die besagt aber nicht, dass 
der Durchruch zur Zerstörung führt.

Grüße

von Jörg K. (joergk)


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Potibrutzler schrieb:
> Hi,
> klar, die Durchbruchspanung ist angegeben. Die besagt aber nicht, dass
> der Durchruch zur Zerstörung führt.
>
> Grüße

Aber nach klassischer Lehrmeinung führt ein Durchbruch ohne externe 
Strombegrenzung zu hohen Strömen, die eine fatale Siliziumschmelze 
auslösen, oder?

von Stephan M. (multimeter90)


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Da ich von Langzeitschäden gehöhrt habe denke ich da auch an lokale 
Überhitzung. Ansonsten findet man da leider sehr wenig Daten dazu.

von Georg A. (georga)


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> führt ein Durchbruch ohne externe Strombegrenzung zu hohen Strömen,

Wo soll der Strom denn hin? Hab gerade mal den Schaltplan des 
DF1730/SK1730 angeschaut, das Ding ist tauglich aber nicht High-End. 
Selbst da ist vor dem Treibertransistor für die Endstufe eine Diode vor 
der Basis, da kann also gar nichts rückwärts fliessen.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/68529/labornetzgeraet_sk-1730.pdf

: Bearbeitet durch User
von Stephan M. (multimeter90)


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Das ist natürlich ein super Einwand. Gut das wir hier mal drüber geredet 
haben! Die Diode verhindert natürlich den Stromfluss von E nach B bzw 
der kleine Strom der fließt hebt die Basis an und das wirkt dem Strom 
entgegen. Gut.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Stephan Meter schrieb:
> Warum wird das in keinem Labornetzteil eingebaut? Also ich habe so 10
> Projekte studiert, angefangen beim Funkschau 73 oder so. Nirgends sehe
> ich eine Diode gegen Rückspeisung.

National LB-28 sieht einen LM395 fürs "down-programming" vor, i.e. um 
Strom aufzunehmen, wenn die Ausgangsspannung über der Zielspannung 
liegt. Damit würde auch ein externer Kondensator schnell entladen 
(unkritisch, da der LM395 "eigensicher" ist), bei einem extern 
angeschlossenen Akku oder einem anderen Netzteil bringt das natürlich 
nichts.

: Bearbeitet durch User
von Stephan M. (multimeter90)


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Warum sollte es bei einem angeschlossenem Akku nichts bringen? Also das 
ENtladen dauert sicher länger als ein Kondensator, aber vom Sinn her 
ists irgendwo das gleiche.

Ansonsten ist die Idee mit dem down-programming nicht schlecht, habe ich 
bei mir auch mit drin. Ansich sorgt dies bei mir dafür, dass die 
Spannung nicht größer als 10% der eingestellten Spannung wird. Da aber 
auch auf den Strom geregelt wird, kann es dennoch dauern bis 10mF am 
Ausgang entladen sind, wenn als Sollspannung 0V angegeben sind. Mit der 
besagten Diode an der Basis des Steuertransistors klappt es wunderbar in 
der Simulation.

von U. M. (oeletronika)


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> Stephan Meter schrieb:
> Wird der Längstransistor am Emitter mit zB 20V beansprucht und an der
> Basis liegt aber nur noch ein Potential von 5V an, ergibt sich ein U_BE
> von -15V, was kein Transistor auf Dauer mit macht.

Hallo,
1. Ein Emitter-Basis-Durchbruch ist unkritisch, solange der Strom gering 
ist.
Dass der Strom gering bleibt, sollte zunächst durch den 
Basisvorwiderstand gewährleistet werden.

2. Damit dann kein Strom in die Steuerschaltung (OPV) zurück fließt, 
kann eine Verpolschutzdiode zusätzlich eingefügt werden.

3. Bei Bedarf könnte auch eine Z-Diode als Schutz zwischen B-E 
geschaltet werden. Wenn man einen FET als Längsregler verwendet., wäre 
das sogar ziemlich zwingend.
Gruß Öletronika

> 1. Wie kann man das Problem umgehen?
> 2. Kennt jemand ein Labornetzteil, in welchem 1. auch umgesetzt wird?
> Ich sehe immer nur Schaltpläne, bei denen hier kein Schutz eingebaut
> ist.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Stephan Meter schrieb:
> Warum sollte es bei einem angeschlossenem Akku nichts bringen? Also das
> ENtladen dauert sicher länger als ein Kondensator, aber vom Sinn her
> ists irgendwo das gleiche.

Funktional hast du natürlich recht, der LM395 regelt dann ggfs. 
thermisch. In der Praxis will man aber vielleicht den Akku nicht 
entladen...

von Helge A. (besupreme)


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In vielen Schaltungen kann das Problem, um das es hier wohl geht, gar 
nicht auftreten.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Georg A. schrieb:
> Selbst da ist vor dem Treibertransistor für die Endstufe eine Diode vor
> der Basis, da kann also gar nichts rückwärts fliessen.

U. M. schrieb:
> 1. Ein Emitter-Basis-Durchbruch ist unkritisch, solange der Strom gering
> ist.

U. M. schrieb:
> 2. Damit dann kein Strom in die Steuerschaltung (OPV) zurück fließt,
> kann eine Verpolschutzdiode zusätzlich eingefügt werden.

jop

von Georg A. (georga)


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> jop

Ging wohl eher um einen realen Schaltungsbeweis ;)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Angehängte Dateien:

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Mein kleines Philips 30V/400mA Labornetzteil hat die Diode. Das Ding ist 
aber schon viele Jahre alt, vllt. wird sie heute nicht mehr eingebaut.

von Martin S. (sirnails)


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Stephan Meter schrieb:
> Eine Diode in Reihe
> müsste im Normalbetrieb (Strom 3A) gekühlt werden :(

Nöö, wieso? Dafür gibt es Schottky-Dioden. Und 1,5W brutzeln die im 
TO220 Gehäuse schon raus. Und wenn die Stabilisierung nach der Diode 
angreift, wird der Spannungsabfall sogar kompensiert.

von (prx) A. K. (prx)


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Matthias Sch. schrieb:
> Mein kleines Philips 30V/400mA Labornetzteil hat die Diode.

Aber nur die Rückflussdiode zum Eingangselko. Die BE-Strecke von TS29 
benötigt keine Diode, da durch GR38 begrenzt.

von Andrew T. (marsufant)


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Stephan Meter schrieb:
> Hallo Leute,
>
> in keiner mir bekannten Schaltung für ein Labornetzteil mit
> Längstransistor wird auf das Problem einer (konstanten) Spannung am
> Ausgang eingegangen zB durch einen großen Kondensator.
>

Nun ja, es wird in ca. 738 dokumentierten LNG Schaltungen explizit 
erwähnt , und auch wie man es vermeidet. Ebenso gehört es zum 
Standardrepertoire des TietzeSchenk.

Soviel zum Thema Literaturkenntnis.


>
> 1. Wie kann man das Problem umgehen?

Diode extern C-E, oder auch B-E, etc.

> 2. Kennt jemand ein Labornetzteil, in welchem 1. auch umgesetzt wird?

ja.

> Ich sehe immer nur Schaltpläne, bei denen hier kein Schutz eingebaut
> ist.

Tja, was soll man dazu sagen...
z.b. das hier im Forum ein hervorragend dokemntiertes LNG von Gerhard 
drin ist, unter den Links, das explizit darauf eingeht?!

scnr.

von Stephan M. (multimeter90)


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Vielen Dank für die weiteren Anmerkungen.
Das Problem hat sich ja nun mittlerweile mehrmals geklärt. Der Hinweis 
auf die LNGs von Gerhard hier im Forum ist gut, da habe ich einige Pläne 
hier ausgedruckt liegen. Ich habe jedoch immer nach einer Diode zwischen 
B und E gesucht und nirgends gefunden.
Wie bereits geschrieben wurde begrenzt der Basiswiderstand den Strom und 
eine Diode von der Reglung zur Basis verhindert den Stromfluss komplett.
Auch wenn mir der Tietze/Schenk kein Mysterium ist habe ich keine 
explizite Erwähnung des Problems gefunden bzw. wusste nicht genau nach 
welchem Begriff ich suchen müsste. (Andrew Taylor: Du kannst gern eine 
Seitenangabe dazu machen.)

Vielen Dank

von Andrew T. (marsufant)


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Stephan Meter schrieb:
> Ich habe jedoch immer nach einer Diode zwischen
> B und E gesucht und nirgends gefunden.

Weil, siehe Anmerkungen der übrigen Vorposter,

eine richtig plazierte Diode zw. C und E die Diode zw. B und E (auf die 
Du immer noch Dich beziehst) überflüssig macht.

Da sollte nach mehrfachem Duchlesen dieser Posts für Dich eigentlich 
verständlich sein.

> Das Problem hat sich ja nun mittlerweile mehrmals geklärt.

Aber Du scheinst die erklärungen/es nicht verstanden zu haben bzw. zu 
wollen bzw. zu können.

In dem Fall sind wir leider machtlos.

von Andrew T. (marsufant)


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Stephan Meter schrieb:
> angefangen beim Funkschau 73 oder so. Nirgends sehe
> ich eine Diode gegen Rückspeisung.

Tja, auch dort ist im (original) Text erklärt, WARUM die EINGESETZTEN 
Dioden ausreichen. Insbesondere das Thema Rückspeisung. Der Text ist im 
Forum abgelegt.

Machtlos.

von Stephan M. (multimeter90)


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Andrew Taylor schrieb:
> Aber Du scheinst die erklärungen/es nicht verstanden zu haben bzw. zu
> wollen bzw. zu können.
>
> In dem Fall sind wir leider machtlos.

Ich habs doch verstanden ;) Die Diode zwischen C und E hat damit jedoch 
nix zu tun. Aber warum auf eine Diode zwischen B und E verzichtet wird 
ist mir jetzt klar: Basiswiderstand begrenzt den Strom und/oder eine 
Diode vom Regel-OPV zur Basis sperrt den Strom beim Durchbruch.


Andrew Taylor schrieb:
> Stephan Meter schrieb:
>> angefangen beim Funkschau 73 oder so. Nirgends sehe
>> ich eine Diode gegen Rückspeisung.
>
> Tja, auch dort ist im (original) Text erklärt, WARUM die EINGESETZTEN
> Dioden ausreichen. Insbesondere das Thema Rückspeisung. Der Text ist im
> Forum abgelegt.

Ich habe den Original-Artikel hier, von Rückspeisung lese ich allerdings 
nichts. Du könntest eventuell D5 meinen, welche einen "Latch-up" 
verhindern soll?

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