Hallo, ich möchte mit meinem µC ein Relais schalten. Das Relais benötigt einen Strom von 40mA. Ist die angehängte Schaltung richtig berechnet, und wie groß ist die Verlustleistung am Transistor? Also Uce ist doch nicht 24V, oder? Weil wenn doch wären das ja 24V * 0,046A = 1,1W - nee kann nicht sein. Grüße Randy
Angehängte Dateien:
-
Transistor.jpg
15 KB
*seufz hab auf Vorschau geklickt, und damit war der Anhang wieder raus, und über Bearbeiten lässt der sich auch nicht wieder anfügen... Hier also die Schaltung.
Also der Strom durch R1 dürfte so wie jetzt ca 0.13 A, nicht mA sein. Vielleicht besser 33K ;) Und wie Du schon meinst, die Spannung über das Relais ist ca. 24V, nicht über den Transistor. Die dürfte eher sowas nahe 0 sein, weil der ja im Idealfall voll durchschaltet. Naja tatsächlich ca 0.7V (Transistor ist ja quasi zwei Dioden a ca 0.3 oder 0.4V) und somit ist die Verlustleistung sehr klein. 30mW vielleicht.
Sollen wohl 33k sein? Dann täts passen. Obwohl, 130uA wären mir ein wenig mickrig, trotz dem C-Typ. Nen Milliampere sollte man der Basis schon gönnen. Also eher so 4,7k...
24V über dem Transistor sind aber auch richtig, aber nur im Ausgeschaltetet zustand. Dann fließt aber auch so gut wie kein Strom, also auch sehr kleine Verlustleistung.
Ich taet noch einen 1k zwischen der Basis und GND. Es gibt immer einen Zeitpunkt wo der Ausgang des Prozessors Tristate ist. zB waehrend dem Reset, und waehrend er noch nicht Programmiert ist.
Nullpointer wrote: > Ich taet noch einen 1k zwischen der Basis und GND. Es gibt immer einen > Zeitpunkt wo der Ausgang des Prozessors Tristate ist. zB waehrend dem > Reset, und waehrend er noch nicht Programmiert ist. Wenn da was "tristate" (besser: hochohmig) ist, dann fließt aber auch kein Basisstrom... Also Widerstand zwischen Basis und GND ist in den meisten Fällen Käse.
Johannes M. wrote: > Nullpointer wrote: >> Ich taet noch einen 1k zwischen der Basis und GND. Es gibt immer einen >> Zeitpunkt wo der Ausgang des Prozessors Tristate ist. zB waehrend dem >> Reset, und waehrend er noch nicht Programmiert ist. > Wenn da was "tristate" (besser: hochohmig) ist, dann fließt aber auch > kein Basisstrom... Also Widerstand zwischen Basis und GND ist in den > meisten Fällen Käse. Ich würde den Widerstand auch vorsehen, damit der Zustand der Schaltung auch beim Reset definiert ist. Damit macht man nichts verkehrt. Darauf verlassen, dass da schon kein Strom fließt halte ich nicht für die richtige Lösung. Allerdings würde ich hier zu 10k tendieren.
Widerstand >=10 k wären OK, um auf der sicheren Seite zu sein. 1 k ist aber auf jeden Fall zu wenig.
Hi Randy, ich würde sagen, momentan wird im durchgeschalteten Zustand über den Transistor mehr Strom als nur 40 mA fließen. Vor allem, sobald die Spule im Relais im gesättigten Zustand ist. Du solltest noch einen Kollektorwiderstand einbauen, damit Dir der Transistor nicht kaputt geht. Am besten so, dass Du für den Zweigwiderstand einen Wert von (24V-0.7)/40mA=R bekommst. Und R setzt sich dann zusammen aus dem Leitungswiderstand der Spule im Relais und deinem Kollektorwiderstand. Das ganze ist natürlich hinfällig, wenn die 24V eine Strombegrenzung von 40mA bereits haben. Gruss, Sebastian
Sebastian wrote: > ich würde sagen, momentan wird im durchgeschalteten Zustand über den > Transistor mehr Strom als nur 40 mA fließen. Warum sollte das der Fall sein? Wenn das Relais bei 24 V 40 mA zieht, dann fließen auch nicht mehr als 40 mA! > Vor allem, sobald die Spule > im Relais im gesättigten Zustand ist. Du solltest noch einen > Kollektorwiderstand einbauen, damit Dir der Transistor nicht kaputt > geht. Am besten so, dass Du für den Zweigwiderstand einen Wert von > (24V-0.7)/40mA=R bekommst. Und R setzt sich dann zusammen aus dem > Leitungswiderstand der Spule im Relais und deinem Kollektorwiderstand. Unsinn! Siehe oben. > Das ganze ist natürlich hinfällig, wenn die 24V eine Strombegrenzung von > 40mA bereits haben. Die "Strombegrenzung" ist der ohmsche Widerstand der Relaisspule...
Ui danke für die vielen schnellen Antworten in so kurzer Zeit :) > Also der Strom durch R1 dürfte so wie jetzt ca 0.13 A, nicht mA sein. > Vielleicht besser 33K ;) Hm aber wieso. Ich hab beim Relais angefangen. Das zieht ungefähr 40mA. Da der Transistor einen Verstärkungsfaktor von 350 bis 600 hat (man ließt überall was anderes und bei Reichelt gibts für den BC548C kein Datenblatt - also nehme ich das Geringste an). 40mA / 350 = 0,114mA. Also muss mindestens ein Basisstrom von 0,144mA fließen. Da die BE-Spannung 0,7V beträgt, müssen am Basiswiderstand 4,3V abfallen, somit hab ich AHRGH ich hab 4,3V / 0,144mA gerechnet. Ahrgh! Ok es war spät heute Nacht :) Fehler gefunden. Also 4,3V / 0,000144A = 30 kOhm. Schon besser :) So und da nehm ich nen 27kOhm Widerstand, damit können dann durchs Relais 55mA fließen - das dürfte reichen. > Naja tatsächlich ca 0.7V (Transistor ist ja quasi zwei > Dioden a ca 0.3 oder 0.4V) und somit ist die Verlustleistung sehr klein. Ah ok - an der CE-Strecke fallen auch 0,7V ab. Ok dann wären das 35mW - voll ok. > Ich taet noch einen 1k zwischen der Basis und GND. Es gibt immer einen > Zeitpunkt wo der Ausgang des Prozessors Tristate ist. zB waehrend dem > Reset, und waehrend er noch nicht Programmiert ist. Ja, eigentlich richtig, aber hier kommts nicht ganz so drauf an, also selbst wenn der da mal fehlschalten würde. Die Zeitdauer, die der Ausgang hochohmig ist, ist verschwindend gering, und wenn ich den µC programmiere nehme ich den wahrscheinlich sowieso von der Leiterplatte mit den Transistoren und Relais ab (weil ich mit dem PC dort schlecht hinkomme, wo sich die Leiterplatte befindet). Grüße Randy
Randy N. wrote: > Ok es war spät heute Nacht :) Ja, ja. Kenn ich. Und du hast das Geld gebraucht :-) > > Also 4,3V / 0,000144A = 30 kOhm. Schon besser :) So und da nehm ich nen > 27kOhm Widerstand, damit können dann durchs Relais 55mA fließen - das > dürfte reichen. Nicht kleckern, klotzen! Treib den Transistor in die Sättigung! Mit 10k oder 2.2k ist der voll durchgesteuert. Das heist ja nicht, dass deswegen mehr Strom über die C-E Strecke fliest. Aber er könnte!
Randy, die Stromverstaerkung aus einem Katalog solltest du schnell vergessen. Die gilt nur fuer spezielle Zustaende. Ob's fuer deinen Zustand auch gilt muss man immer nachschauen. Normale Prozessoren programmiert man in-circuit. Dh der Rest der Hardware ist da und unter Spannung. Ein 5m langes serielles Kabel mit einem Programmer vornedran macht das fuer mich. Und dann sollte keine Fehlschaltung auftreten. Es kann ja irgendwas angesteuert werden. Nicht vergessen.
Du willst den Transistor aber im Schaltbetrieb fahren und nicht im linearen Bereich. Deshalb lieber nen größeren Basisstrom erlauben, um auf der sicheren Seite zu sein (OK, bei 40 mA ist es sicher nicht kritisch, aber trotzdem). Wenn Du einen Basisstrom fließen lässt, der mehr Strom zulassen würde, als Du brauchst, dann ist das absolut nicht tragisch! Der Transistor darf ruhig in die Sättigung gehen...
>>HRGH ich hab 4,3V / 0,144mA gerechnet
? Das ist doch richtig!
Wenn ich das in meinen alten CASIO eintippe, dann spuckt er mir das aus:
= 29,861k (Ohm)
Nochmal zu dem Basis-Emitter Widerstand: Der ist komplett nutzlos. Ein Transistor ist Strom-gesteuert, d.h. Wenn kein Strom durch die B-E Strecke fließt, leitet er über C-E auch nicht. Wo soll der Basisstrom herkommen, wenn der µC Ausgang Hochohmig ist? Und selbst wenn da ein kleiner Leckstrom fließt, hilft ein 10K "Ableite"-Widerstand da überhaupt nix, der Strom sucht sich den Weg des geringsten Widerstands, und der wäre in diesem Fall die B-E Strecke. Anders schauts aus, wenn statt des NPN-Transistors da ein N-Kanal MOSFET drin wäre (BS170...). Der wäre Spannungsgesteuert, und bei einem Hochohmigen Gate-Anschluss kann da tatsächlich ein undefinierter Zustand auftreten. In dem Fall muss ein Ableite-Widerstand her, der die Gate-Kapazität entläd. /Ernst
Der ist komplett nutzlos. Ein Transistor ist Strom-gesteuert, d.h. Wenn kein Strom durch die B-E Strecke fließt, leitet er über C-E auch nicht. Wo soll der Basisstrom herkommen, wenn der µC Ausgang Hochohmig ist? Und selbst wenn da ein kleiner Leckstrom fließt, hilft ein 10K "Ableite"-Widerstand da überhaupt nix, der Strom sucht sich den Weg des geringsten Widerstands, und der wäre in diesem Fall die B-E Strecke. Typisches Jung-Ingenieurs-gefaasel! In Industrie-Elektroniken, evtl. bei höherem Verschmutzungsgrad und starker EMV-Belastung gibt es immer etwas 'abzuleiten'.
Störfeld wrote: > > Typisches Jung-Ingenieurs-gefaasel! > > In Industrie-Elektroniken, evtl. bei höherem Verschmutzungsgrad und > starker EMV-Belastung gibt es immer etwas 'abzuleiten'. Jup. Das wird dann auch abgeleitet. Nur leider hauptsächlich über die B-E Strecke deines Transistors, und nicht über den Widerstand.
>Typisches Jung-Ingenieurs-gefaasel!
Richtig! Bau den Widerstand mit ein!
Ich habe in gewissen Schaltunge den schon nachträglich eingebracht.
Zum Schalten würde ich eher einen MOSFET nehmen... aber es geht auch ein Bipolar-Transistor. Rechnungen mit Stromverstärkungsfaktor etc. kannst du allerdings gleich in den Müll kneten. Beim Schalten mit Transistoren übersteuert man diesen. Desweiteren gelten die Berechnungen bei denen man von Ic=B*Ib ausgeht meist auch nur im KLEINSIGNAL-Bereich. Und deine Anwendung ist eine typische GROßSIGNAL-Geschichte. Also noch mal neu rechnen.... Man rechnet dann mit einer B-E-Spannung von 0.8...1V. Die C-E-Spannung gibt man typischer Weise (im eingeschalteten Zustand) mit ~0.2V an.
Der bipolartransistor ist in diesem Falle die bessere Wahl. Falls man bei solchen openkollector Schaltern (die Industrie nennt die NPN) spaeter den Prozessor mit 3.3V betreiben moechte, bekommt man Probleme mit dem FET.
> man von Ic=B*Ib >ausgeht meist auch nur im KLEINSIGNAL-Bereich. Und d Richtig. Deshalb gibt es ja b (klein b) b= dic/dib und B (groß B) B=IC/IB Alle b's sind natürlich Arbeitspunktabhängig.
Ich find das beachtlich, dass sofort jeder Hinz und Kunz hier postet, wie er das machen würde, und wie ers schon getan hat. Egal ob's Sinn macht oder nicht. "Ich habs bei mir auch gemacht" und basta. Wie wärs, wenn ihr einfach nur die Frage beantwortet? Die Schaltung sieht doch ganz ordenlich aus. Oh mann, der arme Threadopener. Der weiß doch nun komplett nicht mehr, wo der Hammer hängt. Ey Leute! PS: Ernst Bachmann kann ich in der Sache mit dem B-E Widerstand nur zustimmen...
> PS: Ernst Bachmann kann ich in der Sache mit dem B-E Widerstand nur > zustimmen... Das schlägt dem Fass den Boden raus! Über die Kommentare von Hinz & Hunz herziehen und dann selber mit einen unqualifizierten Kommentar sich disqualifizieren. Ihr Basis-Ableitwiderstand-Ignoranten: Was glaubt Ihr wie die DTL- oder LSL-Logik aufgebaut ist?
Störfeld wrote: > Das schlägt dem Fass den Boden raus! > > Über die Kommentare von Hinz & Hunz herziehen und dann selber mit einen > unqualifizierten Kommentar sich disqualifizieren. > > Ihr Basis-Ableitwiderstand-Ignoranten: Was glaubt Ihr wie die DTL- oder > LSL-Logik aufgebaut ist? Die Sache ist die, dass hier wieder gut begründete Argumente gegen "Hab ich mal erlebt. Und soundso gelöst. Danach war's weg"-Aussagen stehen. Fakt ist doch definitiv, dass ein Transistor erst dann leitend wird, wenn ein Basisstrom fließt. Und wenn nach dem vorhandenen Basiswiderstand aufeinmal Strom "eingefangen" wird, wegen deinen geliebten "Störfeldern", dann wird das im Basiswiderstand schon so geschwächt, dass der Transistor doch garnichts mehr davon merkt. Außerdem, wie schon gesagt: Wenn das tatsächlich mal der Fall ist, wird der 10k PullDown auch nicht mehr helfen. Genau so'n Quark wie mit dem Relais, das einen Vorwiderstand braucht. "Kollektorwiderstand", was soll das sein? ...
@Störfeld: Wenn du schon die Uralttechnik aus den 1960ern ranziehst, fang doch gleich bei RTL an (nein, nicht der Fernsehsender, Resistor-Transistor-Logic, so die ersten Logikchips) z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Widerstands-Transistor-Logik Wo sind da deine Ableitwiderstände? Und wieso haben TTL-ICs keine? Hat die jemand vergessen, oder muss man die extern anschliessen? Mal drüber nachgedacht, dass ein Widerstand zwischen Basis und Emitter eines Transistors auch eine andere Funktion haben kann, als ESD-Störungen abzuleiten? z.B. zum Einstellen des Arbeitspunktes, verringern der Sättigung? Lange Rede, kurzer Sinn: Randy will mit einem Transistor ein Relais schalten. Keine hohe Schaltfrequenz, die An/Abschaltverzögerung des Transistors ist komplett egal, das Relais ist eh langsamer. Also: Transistor voll in die Sättigung fahren, vermindert die Verlustleistung. Für diesen Anwendungsfall ist ein B-E Widerstand überflüssig. Schaden tut er aber auch nicht. /Ernst
Ernst Bachmann wrote: > Für diesen Anwendungsfall ist ein B-E Widerstand überflüssig. Schaden > tut er aber auch nicht. Würde ich nicht sagen: Wenn du zum Basiswiderstand noch einen B-E Widerstand hinzufügst, hast du einen Spannungsteiler. Und je nach Größe der Einzelwiderstände kann das in die Hose gehen.
Stimmt, Simon. Hab grad nochmal hochgeblättert... der oben von Nullpointer vorgeschlagene 1k Widerstand B-E ist deutlich zu klein, vorallem mit dem ebenfalls genannten 30k Basiswiderstand. Also: Weglassen. Wenn doch, dann VIEL größer als der Basiswiderstand. Oder besser: weglassen. Oder: Im Schaltplan/Platinenlayout vorsehen, aber nicht bestücken. Dann kann man die Schaltung leicht auf nen Mosfet umrüsten, indem man den Basiswiderstand durch ne Drahtbrücke ersetzt, und den (jetzt) G-S Widerstand mit so 100K bestückt. /Ernst
Hmm, wenn ich an Schaltstufen mit Germaniumtransistoren zurückdenke... Die hatten noch einen Widerstand von der Basis gegen eine positive Hilfsspannung, damit der Transistor sicher gesperrt hat. Bei einem Siliziumtransistor der mit einem Vorwiderstand über einen "kurzen" Draht von einer MCU angeblasen wird, sicher entbehrlich. Wenn es um eine Schaltstufe ginge, bei der die Schaltzeiten eine Rolle spielen, dann wär der Widerstand zwischen Basis und Emitter natürlich zum schnellen Ausräumen der Ladungsträger wichtig. Aber für ein Relais?
>enn es um eine Schaltstufe ginge, bei der die Schaltzeiten eine Rolle >spielen, dann wär der Widerstand zwischen Basis und Emitter natürlich >zum schnellen Ausräumen der Ladungsträger wichtig. Dann wäre es wichtiger, den Transistor nicht erst in die Sättigung zu fahren. -> Schottky DIode zwischen B und C oder gleich ne Kollektorschaltung
@Matthias L. Brilliant beobachtet. Aber wir wollen den Threaderöffner nicht auf dumme Gedanken bringen. Ein Relais erfordert so sportliche Maßnahmen nicht ;-)
> Oh mann, der arme Threadopener. Der weiß doch nun komplett nicht mehr, > wo der Hammer hängt. Ey Leute! ^^ > Und wieso haben TTL-ICs keine [Ableitwiderstände]? Hat die jemand > vergessen, oder muss man die extern anschliessen? ^^ Hui da hab ich ja was entfacht ;-) Also ok, den Basisvorwiderstand mach ich kleiner. Ich glaub ich nehm 10k - von denen hab ich noch tonnenweise rumliegen. Ableitwiderstand lass ich weg, durch den µC-Ausgang liegt eigentlich immer was definiertes an (0V oder 5V), und wenn mal nicht (im Umschaltmoment oder beim Programmieren), dann wäre das auch egal. Das Relais soll ne Lampe steuern - nix kritisches also. Trotzdem danke für die vielen Antworten :)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.