Guten Tag,
Ich bin grad dabei eine einstellbare Konstantstromquelle in Spice zu
entwickeln. In der Simulation hat die Schaltung am Anfang einen
Schlagartigen Stromanstieg sinkt dann auf Null und beginnt dann sich so
zu verhalten wie ich es mir vorgestellt habe.
Nun bin ich mir nich sicher ob der anfängliche Stromimpuls durch die
Simulation bedingt ist und im echten Leben vllt gar nicht existiert.
Wisst ihr vllt was ich da falsch mache ?
Gruß Tobias
Ok hab jetzt einfach mal das Einschalten verzögert und da taucht auch
bei OV am ende eine sehr hoher Strom auf wird also aus irgendeinem Grund
nur in der Simulation sein.
Hat noch jemand Verbesserungsvorschläge zu der Schaltung?
So wie ich das in der Simulation sehe scheint das recht gut zu
funktionieren und nichts ueberzuschwingen.
Gruß Tobias
Hallo TM
Zu der Stromspitze: Die dauert ja nur picosekunden, also rein
theoretischer Bereich.
Wenn Du schon bei der Transient-Analyse uic verwendest, solltest Du dazu
noch den Start mit bei Spannung 0 wählen. Ohne uic tritt die Spitze
nicht auf.
Ein Darlington BD139/BD139 in der Weise aufgebaut ist praxisfremd. Nimm
lieber einen BC 547 o.ä. zur Versorgung des BD139. Mit der
vorgeschlagenen Variante BC547-BD139 liegt die Gesamtverstärkung um
1000-2000, das ist schon besser und ergibt eine viel bessere Einhaltung
von Iconst und belastet den OPA praktisch nicht mehr.
Der niederohmige Spannungsteiler mit dem unpraktischen Wert von
11k/92.2Ohm ist praxisfremd. Immerhin hat der OPA einen
Eingangswiderstand im MegOhm-Bereich. Als "kOhm" darf da schon hinter
dem oberen Wert stehen. 100k für R1 und ein Poti 1k anstatt R2 dürfte da
eher passen.
mfG Ottmar
Einen Widerstand zwischen OPV Ausgang und der Basis des ersten
Transistors sollte man noch spendieren .-)
Der zweite Transistor sollte jedoch kein BD139 sein, da dessen P tot
nicht ausreicht wenn I=1A und R Last --> 0 geht.
Der T raucht dann schlicht ab.
Guten Tag,
Habe nun einen BC547 welcher einen BD179 treibt. Auch der
Spannungsteiler ist nun hochohmiger. R2 ist das 1k Poti.
.startup und .uic sind nun mit drin.
Ottmar K schrieb:
>Einen Widerstand zwischen OPV Ausgang und der Basis des ersten>Transistors sollte man noch spendieren .-)>>Der zweite Transistor sollte jedoch kein BD139 sein, da dessen P tot>nicht ausreicht wenn I=1A und R Last --> 0 geht.>Der T raucht dann schlicht ab.
Warum noch unbedingt der Basisvorwiderstand ?
Der BD139 hat ein Ptot von 12,5W sollte doch eigentlich reichen oder
irre ich mich da? Hast aber auf jeden Fall recht das das recht knapp
ist.
Danke fuer die Hinweise.
Gruss Tobias
Eine Erleuchtung für Unwissende: Welchen Sinn macht UIC (Use Inertial
Conditions) wenn man nicht einem einzigen Bauteil eine IC (Inertial
Condition) mitgibt? Handelt da LTSpice anders? Meinem Verständniss nach
von Spice dürfte in obiger Schaltung doch kein Unterschied auftreten,
egal ob UIC verwendet wird oder nicht, weil eben keine IC definiert ist.
Bin grad verwirrt...
TM schrieb:> Warum noch unbedingt der Basisvorwiderstand ?
Weil dir sonst der OP ueberlastet wird. Wenn keine Last am Kollektor
dran haengt hast du einen hohen Basisstrom. Dein OP will ja am
Emitterwiderstand die Spannung einstellen, dass kann er aber nur wenn
auch genuegend Laststrom fliessen kann. Ohne Last am Kollektor geht das
aber nicht. Die folge der OP will bis an die obere Versorgungspannung
aufsteuern. Das kann er aber nicht weil die beiden Basis-Emitterstrecken
das mit ihrern max. 1.4V verhindern. Also fliest damit in die Basis ein
sehr grosser Strom der eventuell deinen OP + Transistoren zerstoren
kann. Deshalb muss da ein Basisvorwiderstand rein.
Den Dimensioniert man so das bei vollen Spannungshub der maximale Strom
nicht ueberschritten wird.
Vorwiderstand:
Iout des 1006 ist max 20mA. Ub = 12V Iconst = 1A Rechne mal:
12V - Ube T1 - Ube T2 - 0,1V U R4 = 10,5V.
Angenommen der OPA muss seinen Ausgang für Iconst 1A voll gegen 12V
steuern, dann sollte Rv mindestens 10,5V/0,002A=525R sein. Ich würde da
einfach mal 1k als Wert verwenden.
Ptot: 12,5W ist die obere Grenze bei richtig großem Kühlkörper. Ohne KK
schafft der BD 139 nicht mehr als 1,25W. Bei RLast 0,1 Ohm liegen volle
11,8V über dem BD 139!
Bei einem Rth Junction-Ambient von 100°C/W köchelt der BD139 bei 1,25W
bei 125°C. Da empfiehlt es sich schon mal diese Seite anzuschauen:
[http://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper]
mfG Ottmar
Guten Tag,
Das mit dem Basiswiderstand hab ich verstanden habe nun mal ein 1k Ohm
Widerstand vor die Basis geschaltet. So wird der Basistrom auf ca. 10mA
begrentzt.
Anbei das ganze in Spice.
Gruss Tobias
TM schrieb:> Guten Tag,>> Habe nun einen BC547 welcher einen BD179 treibt.
hinweis: Feuerwehr hat übrigens 112.
Tja, ich frag mich wie Du eigentlich Bauteile wählst. würfelst Du
Zahlen??
Wenn Du mal das Datenblatt liest, siehst Du das der BD179 bei tj
120grad gerade mal 40% seiner 30W verbraten darf. Rechnen bzw. Seite 2
von
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/4187.pdf
Was sagt Dir das über den Kühlkörper/dessen Kkennwerte, den du
benötigst?
Das der BC547 auch ordentlich warm werden kann, sollte Dir damit klar
sein.
Er muß im worst case ca. 1 W verbraten.
D.h. der stirbt ebenfalls.
Du erkennst das, wenn Du h fe min=15 aus obigem datasheet beim BD179
einsetzt.
>>> Der BD139 hat ein Ptot von 12,5W sollte doch eigentlich reichen oder> irre ich mich da? Hast aber auf jeden Fall recht das das recht knapp> ist.
Es ist nicht knapp, es ist tötlich.
Außer Du benutzt einen unendlich großen Kühlkörper für den BD179 ,-)
>> Danke fuer die Hinweise.>> Gruss Tobias
Und so wird das ggfs was:
Treiber: BD139-10 bzw. BC14x
Dann BD24x
Ok.
Bin da doch wohl etwas unbedacht herrangegangen.
Jetzt aber nur mal zum Verstaendnis wenn ich jetzt den BD249 als
Beispiel nehmen wuerde. Dann schau ich nun im Datenblatt nach und stelle
fest das dieser bei einer Temperatur von 125ºC er eine Leistung von 25W
aushaehlt. Sagen wir jetzt mal 130ºC wuerden fuer meine 12W noch
ausreichen.
Wenn ich jetzt sage meine Umgebung ist maximal 30ºC warm dann heisst das
ich einen Waermewiderstand von (130ºC-30ºC)/12W=8,333 ºC/W oder kleiner
benoetige.
Leider denke ich nicht das ich mit einem eingiermassen kleinen
Kuehlkoerper + Waermewiderstand des Gehaeuses + Waermewiderstand der
Glimmerscheibe dort hinkomme. Oder zumindest finde ich keine guten
Kuehlkoerper zu diesem Gehaeuese
Also ist mein zweiter Versuch nun der 2N5686.
Dieser hat laut Datenblatt einen groesseren Temperaturbereich.
Bei 180º darf immer noch mehr als 25W verbraten werden.
Also das gleiche wie eben:
(180ºC -30ºC)/12W = 12,5 ºC/W
Und das ist denk ich machbar, zumindest finde ich sehr viel geeignetere
Kuehlkoerper zum TO3 Gehaeuse.
Ist das Vorgehen richtig oder habe ich noch Fehler gemacht?
Kuehlkoerperauswahl und Leistungselektronik ist doch eher Neuland fuer
mich. Habt also etwas Nachsicht ;)
Gruss Tobias
TM schrieb:> Dieser hat laut Datenblatt einen groesseren Temperaturbereich.> Bei 180º darf immer noch mehr als 25W verbraten werden.>
Findest du nicht das dass ganze dann ein bisschen zu heiss wird?
Wie lange soll deine Schaltung ueberleben?
> Also das gleiche wie eben:>> (180ºC -30ºC)/12W = 12,5 ºC/W>> Und das ist denk ich machbar, zumindest finde ich sehr viel geeignetere> Kuehlkoerper zum TO3 Gehaeuse.>> Ist das Vorgehen richtig oder habe ich noch Fehler gemacht?> Kuehlkoerperauswahl und Leistungselektronik ist doch eher Neuland fuer> mich. Habt also etwas Nachsicht ;)
So legt man keine Schaltung aus. Mehr als 70..80 Grad wurde ich nicht
machen.
Du kennst die Kurven wie die Lebensdauer sinkt bei steigender
Temperatur?
Hallo,
Es hat keinen Sinn nach anderen Transistoren in der Hoffnung zu suchen,
einen zu finden der nackt, also ohne KK die geforderte Verlustleistung
in die Umgebung abführen kann.
Es führt kein Weg an einem Kühlkörper vorbei, der wie schon erwähnt, bei
Vollast nicht heißer als ca. 70-80° werden sollte. Schau im Datenblatt
nach dem Wert Rth Junction-Case, das ist der "innere" Wärmewert des
Transistors.
Beim BD245 z.B. max. Kristalltemperatur (Sicherheit!) = 125°
Wärmewiderstand Kristall-Gehäuse 1,92°/W (gerundet 2 wegen Luftspalt
Wärmeleitpaste,Glimmerscheibe), Umgebung=25°C
Rthk = (125°-25°)/12W - 2 = 6,33°/W.
Vorschlag: Ub und Maximalwert von Iconst auf den zum Anwendungszweck
geringstmöglichen Wert reduzieren. (zu was willst Du die KSQ
verwenden?). Ausreichend großen Kühlkörper verwenden, evtl.
größenreduziert mit einem kleinen CPU-Kühlerfan ausgerüstet.
mfg Ottmar
P.S. Warum hängst Du Dein *ASC-File nicht an Deinen Beitrag als Anlage?
Dann braucht man Deinen Schaltplan nicht erst umständlich in LTSpice neu
zu konstruieren!
Ottmar K. schrieb:> Es hat keinen Sinn nach anderen Transistoren in der Hoffnung zu suchen,> einen zu finden der nackt, also ohne KK die geforderte Verlustleistung> in die Umgebung abführen kann.
Sog. Glühtransistoren können das, z.B. EL34. :-)
Gruss
Harald
Ottmar K. schrieb:> Es führt kein Weg an einem Kühlkörper vorbei, der wie schon erwähnt, bei>> Vollast nicht heißer als ca. 70-80° werden sollte. Schau im Datenblatt>> nach dem Wert Rth Junction-Case, das ist der "innere" Wärmewert des>> Transistors.>>>> Beim BD245 z.B. max. Kristalltemperatur (Sicherheit!) = 125°>> Wärmewiderstand Kristall-Gehäuse 1,92°/W (gerundet 2 wegen Luftspalt>> Wärmeleitpaste,Glimmerscheibe), Umgebung=25°C>> Rthk = (125°-25°)/12W - 2 = 6,33°/W.>>>> Vorschlag: Ub und Maximalwert von Iconst auf den zum Anwendungszweck>> geringstmöglichen Wert reduzieren. (zu was willst Du die KSQ>> verwenden?). Ausreichend großen Kühlkörper verwenden, evtl.>> größenreduziert mit einem kleinen CPU-Kühlerfan ausgerüstet.
Den anderen Transistor moechte ich nur wegen der Bauform fuer diese gibt
es Kuehler die eher meiner Vorstellung entsprechen. Und auch mit
Besserem Waermewiderstand vom Gehaeuse.
Das ich an einem Kuehlkoerper nicht vorbeikomme ist mir klar.
Gruss Tobias
Ottmar K. schrieb:> 1,92°/W (gerundet 2 wegen Luftspalt> Wärmeleitpaste,Glimmerscheibe)
0,08 K/W für Wärmeleitpaste, Glimmerscheibe und Luftspalt ist ganz schön
knapp bemessen, alleine bei der Glimmerscheibe sollte man, so hab ichs
mal gelernt, mit mindestens 0,5 K/W für rechnen ;)
Michael Köhler schrieb:> 0,08 K/W für Wärmeleitpaste, Glimmerscheibe und Luftspalt ist ganz schön> knapp bemessen, alleine bei der Glimmerscheibe sollte man, so hab ichs> mal gelernt, mit mindestens 0,5 K/W für rechnen ;)
Hallo,
ist ja ok, ich würde ja eh einen KK um die 5-6°/W verwenden. Außerdem
kann man die Details ja in wikipedia und auch hier bei den Artikeln
nachlesen. Wichtig ist ja den Fragesteller auf den richtigen Weg zu
bringen.
mfg Ottmar
So kurze Zusammenfassung geplant ist nun den 2N5686 zusammen mit dem
oben genannten 3,3ºC/W Kuehler zu nehmen damit waere ich bei 1A Ausgang
der Konstantstromquelle bei 12W Verlust.
Also:
((3,3ºC/W(Kuehler)+0,584ºC/W(Rjc)+0,5ºC/W(Glimmer))*12V)+30ºC=82,6ºC
Ausserdem hab ich wie gewuenscht mal die .asc file angehaengt und die
Modelle der beiden Transistoren.
Wird diese Art von Konstantstromquelle ueberhaupt eingesetzt wenn es zu
noch hoeheren Ausgangsstroemen kommt, mit aktivier Kuehlung? Oder
Verwendet man dieses Prinzip dann einfach nicht mehr?
Gruss Tobias
TM schrieb:> Wird diese Art von Konstantstromquelle ueberhaupt eingesetzt wenn es zu> noch hoeheren Ausgangsstroemen kommt, mit aktivier Kuehlung? Oder> Verwendet man dieses Prinzip dann einfach nicht mehr?
Bei hoeheren Stroemen wuerde ich eine geschaltete Stromquelle
(Schaltregler) nehmen.
Ich würde den Kühlkörper (fast) ganz weg lassen und eine MOSFET an
Stelle der Transistorsammlung einbauen. Mit einer Induktivität im
Strompfad könnte man die Stromänderungen bremsen, so dass man durch
Vergleich mit einem Sägezahngenerator ein PWM-Signal zur Ansteuerung des
FET bekommt.
@TM (Gast)
>Wird diese Art von Konstantstromquelle ueberhaupt eingesetzt wenn es zu>noch hoeheren Ausgangsstroemen kommt, mit aktivier Kuehlung?
Ja, bei elektronischen Lasten, die schnell regeln müssen
(Mikrosekunden).
TM schrieb:> Kann ich bei dem LT1006 den Offsetabgleich unbeschaltet lassen ?
Ja, kannst du. Würd aber die Beschaltung zumindest optional (also im
Layout) vorsehen.
Konstantstromquelle_Ueberschwinger_.png
(170 KB)
Konstantstromquelle.png
(160 KB)
