Hallo,
Bin hauptberuflich Bäcker, deshalb kenn ich mich nicht so richtig aus.
Aber vielleicht kann mir schnell wer helfen und mir meinen
Gedankenfehler erklären.
Ich hab was ich als simple Schaltung bezeichnen würde - eine LED Kette
die mit 12V läuft, und ich möchte die mit einem Mikrocontroller (daher
die 3.3V) ein- und ausschalten.
Über die LEDs gehen (habe ich gemessen) 1.6 A.
Habe zum Schalten deshalb einen Darlington Transistor (BDX33C) genommen,
der lt. Datenblatt für 10A ausgelegt ist.
Das ganze funktioniert soweit gut, mit PWM und allen, aber der BDX33C
wird richtig heiß, fast wie mein Ofen in dem ich meine Brötchen backe.
Also anfassen tut schon weh. Habe einen passiven Kühlkörper raufgetan,
und der wird genau so heiß.
Frage - was mache ich falsch? Bin mir sicher dass die Dinger nicht SO
heiß werden sollen, oder? Soll ich für eine aktive Kühlung sorgen?
michael_ schrieb:> Die 3,3V werden für den Darlington an der Basis zu wenig sein.
Heißt das, mit 5V würde er weniger heiß werden? Da scheint mein
Verständnisproblem zu sein ... dachte, wenn er durchsteuert, dann
steuert er durch und Ende. Weswegen wird er heiß? Ich dachte das kommt
von dem Strom der durchfließt.
> Nimm einen fetten FET.
Hast du einen Vorschlag für mich?
Gibt es massenhaft hier im Forum und im Netz.
Was hast du denn? Was kannst du schlachten.
Auf ner alten Hauptplatine wird man fündig. Wahrscheinlich auch LL.
Jay Tee schrieb:> Heißt das, mit 5V würde er weniger heiß werden?
Hatte ich vergessen. Beim Darlington sind 2x Basis-Emitterstrecken.
Bei 5V könnte es gehen. Nimm aber FET.
3,3V sind genug, da sind nur 2 Diodenspannungen nach GND, also 1,4V.
Mess mal die Spannungen vom Kollektor nach Masse, wenn das wesentlich
mehr als 1V ist muss der Widerstand reduziert werden.
Du brauchst mindestens 3mA an der Basis, das geht mit 1k und 3,3V nicht.
Weniger als 1V UCE schaffst du aber nicht, das DB sagt 2,5V max, das
wäre schon extrem, aberr immerhin 4W die heizen.
Ein FET wäre wohl besser...
Jay Tee schrieb:> Das ganze funktioniert soweit gut, mit PWM und allen,
PWM und alles?
Als Schalter ist der BDX33 recht langsam.
Wie hoch ist denn die Frequenz?
Hab gar nix, nur meinen Brotofen, und den möchte ich nicht schlachten.
Würde mir die besorgen, bin aber nach ein paar Artikeln zu FETs noch
verwirrter als früher. Wennst mir ein Beispiel für den richtigen FET
geben kannst, komm ich vielleicht weiter.
So wie ich gelesen habe würde ich ihn über die Spannung steuern, d.h.
ich müsste mit meinem Mikrocontroller auf 12V kommen um einen selbst
sperrenden FET durchzuschalten, bzw. auf 12V zu kommen um einen selbst
leitenden FET zu sperren? Schalte ich da einen Transistor vor?
Jay Tee schrieb:>> PWM und alles?>> Als Schalter ist der BDX33 recht langsam.>> Wie hoch ist denn die Frequenz?>> Die PWM Frequenz wäre vom Raspberry PI 19.2 MHz,
Niemals, bestenfalls 19,2 kHz!
> auch wenn der BDX33> langsam ist, ich kann die LEDs stufenlos steuern ... deshalb meinte ich> "funktioniert gut".
Ist doch schon mal was.
>> 1,6 A entlocken ihm ein müdes lächeln.
Schon mal gerechnet? An deinem Transistor fallen ca. 1V bei 1,6A ab,
macht 1,6W. Da wird ein TO220 Gehäuse schon SEHR heiß, geht aber gerade
noch so. Mit einem kleinen Kühlkörper wird er kühler, wenn gleich
für einen Menschen und dessen Finger immer noch "heiß".
Sowas hier.
https://www.reichelt.de/kuehlkoerper-19-1-mm-alu-27-3-k-w-to-220-to-262-576802b03900g-p228011.html?&trstct=pol_9https://www.reichelt.de/fingerkuehlkoerper-to-220-20x14x10mm-24k-w-fk-231-sa-220-p166472.html?&trstct=pol_11
Ergo. Alles OK. 3,3V mit 1k Basiswiderstand reichen für einen
Darlingtontransistor aus, macht ca. 2mA Basisstrom. Dein BDX33C hat
mindestens eine Stromverstärkung von 750, macht min. 1500mA, die
geschaltet werden können. Real eher mehr. Paßt schon. Angsthasen
halbieren den Basiswiderstand auf 470 Ohm, dann ist es vollkaskosicher.
Ein FET ist nett, aber nicht zwingend nötig.
Jay Tee schrieb:> was mache ich falsch?
Du hast vergessen, daß die Lasche am BDX33 dafür da ist, um ihn an einem
Kühlblech anzuschrauben.
Jay Tee schrieb:> Über die LEDs gehen (habe ich gemessen) 1.6 A.
Da ein BDX33 ein Darlinton ist, an dem bei 1.6A ca. 1V verloren gehen,
verheizt er eingeschaltet 1.6 Watt. Das ist für ein TO220 Gehäuse so
viel, daß es heiss wird, Tja=65K/W bedeutet 104 GradC heisser als
Umgebung, also ca. 124 GradC.
Dein Basiswiderstand von 1k erlaubt ca. 2mA Basisstrom der bei einer
Stromverstärkung von 750 deine 2A schalten kann, aber knapp. Knapp
heisst: Je nach dem in welche Richtung die Toleranz geht, auch mal zu
knapp.
Mit 330 Ohm Basiswiderstand länge man im sicheren Bereich, mit einem
Kühlblach von nur 2 x 2 cm würde man nicht mehr von überhitzen sprechen.
Trotzdem ist ein MOSFET der bei 2.7V schon voll durchschaltet wie
IRL6244 natürlich schlauer und viel kleiner.
Jay Tee schrieb:> Die PWM Frequenz wäre vom Raspberry PI 19.2 MHz ...
Schon für eine PWM-Auflösung von 8 Bit müsste die Basisfrequenz dann bei
4.9GHz liegen. Das halte ich für ein Gerücht.
Jens M. schrieb:> 3,3V sind genug, da sind nur 2 Diodenspannungen nach GND, also> 1,4V.>> Mess mal die Spannungen vom Kollektor nach Masse, wenn das wesentlich> mehr als 1V ist muss der Widerstand reduziert werden.
Von Kollektor nach Masse sind es 0.78V.
> Weniger als 1V UCE schaffst du aber nicht, das DB sagt 2,5V max, das> wäre schon extrem, aberr immerhin 4W die heizen.
Nur mal zum Verständnis her - heißt das, der Transistor wird deshalb so
heiß, weil er die Restspannung zu 0V verheizen muss?
> Ein FET wäre wohl besser...
Klingt so - sobald ich sie verstehe!
Falk B. schrieb:>>> 1,6 A entlocken ihm ein müdes lächeln.>> Schon mal gerechnet? An deinem Transistor fallen ca. 1V bei 1,6A ab,> macht 1,6W.
Ist es so schwer korrekt zu zitieren, damit man weiß auf wen bzw. was du
dich beziehst?
Der IRF3708 hat bei Ugs 2,8 Volt einen definierten Rds(on) von max.
29mR. Bei Ugs 3,3 Volt ist er mit Sicherheit geringer. Aber selbst bei
29mR komme ich auf eine Verlustleistung von <80mW.
Jay Tee schrieb:> Von Kollektor nach Masse sind es 0.78V.
Gut! Dann sind es nur 0,78V*1,6A ~1,2W. Das schafft der Transistir
gerade so ohne Kühlkörper.
>> Weniger als 1V UCE schaffst du aber nicht, das DB sagt 2,5V max, das>> wäre schon extrem, aberr immerhin 4W die heizen.>> Nur mal zum Verständnis her - heißt das, der Transistor wird deshalb so> heiß, weil er die Restspannung zu 0V verheizen muss?
Nein, weil er eben KEIN perfekter Schalter ist, bei dem bei 1,6A 0V
abfallen sondern die von dir gemessenen 0,78V.
>> Ein FET wäre wohl besser...>> Klingt so - sobald ich sie verstehe!
Mein Gott, deine LED-Kette verheizt hier ~11V*1,6A ~ 18W, da spielen die
1,2W Verlust am Transistor auch keine Rolle mehr. Oder sorgst du dich um
deine Stromrechnung und die Klimaerwärmung? ;-)
Jörg R. schrieb:> Der IRF3708 hat bei Ugs 2,8 Volt einen definierten Rds(on) von max.> 29mR. Bei Ugs 3,3 Volt ist er mit Sicherheit geringer. Aber selbst bei> 29mR komme ich auf eine Verlustleistung von <80mW.
WOW, das ist jetzt WIRKLICH absolut nötig, mit solchen Monster-MOSFETs
eine pissige LED-Kette mit 1,6A zu schalten.
Falk B. schrieb:> Jörg R. schrieb:>>> Der IRF3708 hat bei Ugs 2,8 Volt einen definierten Rds(on) von max.>> 29mR. Bei Ugs 3,3 Volt ist er mit Sicherheit geringer. Aber selbst bei>> 29mR komme ich auf eine Verlustleistung von <80mW.>> WOW, das ist jetzt WIRKLICH absolut nötig, mit solchen Monster-MOSFETs> eine pissige LED-Kette mit 1,6A zu schalten.
Was hat das mit dem eigentlichen Inhalt zu tun? Weißt Du nicht mehr was
Du schreibst oder willst Du einfach nur rumstänkern? Der IRF3708 ist im
TO220 Gehäuse, was ist daran Monster?
Falk B. schrieb:> Alles OK. 3,3V mit 1k Basiswiderstand reichen für einen> Darlingtontransistor aus, macht ca. 2mA Basisstrom.
Das Datenblatt von Fairchild beschreibt UCE bei IC=250xIB, Figure. 2. In
der Realität ist der hoffentlich besser, aber man weiß es nie - der
Kamerad wird gut 1 Volt UCE verbraten.
Michael B. schrieb:> Mit 330 Ohm Basiswiderstand länge man im sicheren Bereich,
Grins, nach dem o.g. Datenblatt gerechnet?
> mit einem Kühlblach von nur 2 x 2 cm würde man nicht mehr von überhitzen
sprechen.
Wenn die knapp 2 Watt Verlustleistung nicht stören, wäre das ein Weg.
> Trotzdem ist ein MOSFET der bei 2.7V schon voll durchschaltet wie> IRL6244 natürlich schlauer und viel kleiner.
Hau' ab mit Deinem SOT-Gefummel, das ist bei Bastelaufbauten selten
gefragt. Jörgs Empfehlung kann man besser handhaben:
Jörg R. schrieb:> IRF3708> 1,6 A entlocken ihm ein müdes lächeln.
Die Dinger habe ich in der Schublade, passen problemlos in Lochraster
und wären für unseren Bäcker 1:1 austauschbar.
> Mein Gott, deine LED-Kette verheizt hier ~11V*1,6A ~ 18W, da spielen die> 1,2W Verlust am Transistor auch keine Rolle mehr. Oder sorgst du dich um> deine Stromrechnung und die Klimaerwärmung? ;-)
Ich will nur nicht dass der mir abbrennt! Normalerweise werden in der
Elektronik Dinge nur heiß wenn ich was falsch mache!
michael_ schrieb:> Jay Tee (Gast) , wie bist du eigentlich zu dem BDX33 gekommen?
Bestellt. Ich noch nicht gewusst wie viele Ampere die LED Kette zieht,
aber es war ein 12V 2A Netzteil dabei. Daraufhin habe ich nach
Transistoren mit mehr als 12V 2A / 24W gesucht. Irgendwo habe ich
gelesen dass man die Watt-Angaben bei den Transistoren nicht ausreizen
sollte, deshalb habe ich im Shop nächst größeren genommen, und das war
der BDX33C mit 70W.
Falk B. schrieb:> Schon mal gerechnet? An deinem Transistor fallen ca. 1V bei 1,6A ab,> macht 1,6W.Michael B. schrieb:> Da ein BDX33 ein Darlinton ist, an dem bei 1.6A ca. 1V verloren gehen,> verheizt er eingeschaltet 1.6 Watt. Das ist für ein TO220 Gehäuse so> viel, daß es heiss wird, Tja=65K/W bedeutet 104 GradC heisser als> Umgebung, also ca. 124 GradC.
Ihr seid genial. Vielen Dank!
Ich hoffe dass ich mir diese Formeln merke, wenn ich sowas Ähnliches
brauche. Wahnsinn was man alles berücksichtigen muss. Ist viel
komplizierter als Brot backen.
Dass ein Widerstand Wärme produziert, wusste ich sogar. Aber natürlich
habe ich nicht weitergedacht, dass es nicht der Widerstand ist, sondern
der Spannungsabfall der in Wärme umgewandelt wird, und der Transistor
das natürlich auch hat.
> Dein Basiswiderstand von 1k erlaubt ca. 2mA Basisstrom der bei einer> Stromverstärkung von 750 deine 2A schalten kann, aber knapp. Knapp> heisst: Je nach dem in welche Richtung die Toleranz geht, auch mal zu> knapp.
Das habe ich auch überhaupt nicht berücksichtigt. Für mich war ein
Transistor nur "mit hoch genug Spannung + genug aber begrenztem Strom
schaltet der durch". Erst wie ich im Zuge des Threads FETs angesehen
habe, ist mir gedämmert dass da mehr dahinter ist.
Muss mich nochmals so richtig in die Grundlagen einlesen.
>> Mit 330 Ohm Basiswiderstand länge man im sicheren Bereich, mit einem> Kühlblach von nur 2 x 2 cm würde man nicht mehr von überhitzen sprechen.>> Trotzdem ist ein MOSFET der bei 2.7V schon voll durchschaltet wie> IRL6244 natürlich schlauer und viel kleiner.
Definitiv - sehe ich mir als nächstes an, auch mit den Vorschlägen des
Forums
> Jörg R. schrieb:>> IRF3708>> 1,6 A entlocken ihm ein müdes lächeln.>> Die Dinger habe ich in der Schublade, passen problemlos in Lochraster> und wären für unseren Bäcker 1:1 austauschbar.
wie den hier. Die habe ich noch nicht in meiner Schublade, das wird sich
aber mehr bald ändern.
Danke an alle! ♥
Manfred schrieb:> Jörg R. schrieb:>> IRF3708>> 1,6 A entlocken ihm ein müdes lächeln.>> Die Dinger habe ich in der Schublade, passen problemlos in Lochraster> und wären für unseren Bäcker 1:1 austauschbar.
Etwas groß ist der schon.
Manfred schrieb:> Das Datenblatt von Fairchild beschreibt UCE bei IC=250xIB, Figure. 2. In> der Realität ist der hoffentlich besser, aber man weiß es nie - der> Kamerad wird gut 1 Volt UCE verbraten.>> Michael B. schrieb:>> Mit 330 Ohm Basiswiderstand länge man im sicheren Bereich,>> Grins, nach dem o.g. Datenblatt gerechnet?
Bei IRF bin ich auf 125Ohm gekommen.
Und bei U_be und ON mit max. 2,5V.
Jörg R. schrieb:> Was hat das mit dem eigentlichen Inhalt zu tun? Weißt Du nicht mehr was> Du schreibst oder willst Du einfach nur rumstänkern? Der IRF3708 ist im> TO220 Gehäuse, was ist daran Monster?
Es ist ein 62A MOSFET mit 12mOhm!!! Overkill^3. Der OP hat eine
bestehende, ausreichend gut funktionierende Lösung! Das einzige Problem
war sein falsche Enschätzung der Betriebstemperatur des Transistors. Der
läuft aber auch mit 130°C Dauertemperatur ohne zu Zucken.
Was machst du, wenn du mal WIRKLICH 62A schalten willst? Nimmst du dann
ein Traktionsmodul der Straßenbahn, das 1000A schalten kann?
Jay Tee schrieb:> Daraufhin habe ich nach> Transistoren mit mehr als 12V 2A / 24W gesucht. Irgendwo habe ich> gelesen dass man die Watt-Angaben bei den Transistoren nicht ausreizen> sollte, deshalb habe ich im Shop nächst größeren genommen, und das war> der BDX33C mit 70W.
Ganz sehr falscher Ansatz!
Sieh dir mal "Transistor als Schalter" an.
michael_ schrieb:> Jay Tee schrieb:>> Daraufhin habe ich nach>> Transistoren mit mehr als 12V 2A / 24W gesucht. Irgendwo habe ich>> gelesen dass man die Watt-Angaben bei den Transistoren nicht ausreizen>> sollte, deshalb habe ich im Shop nächst größeren genommen, und das war>> der BDX33C mit 70W.>> Ganz sehr falscher Ansatz!>> Sieh dir mal "Transistor als Schalter" an.
Der gute Mann ist BÄCKER! Immerhin hat er die Ansteuerung gebacken
bekommen. Andere "Experten" haben da schon ganz andere Katastrophen
zusammengeschustert.
Falk B. schrieb:> Es ist ein 62A MOSFET mit 12mOhm!!! Overkill^3. Der OP hat eine> bestehende, ausreichend gut funktionierende Lösung! Das einzige Problem> war sein falsche Enschätzung der Betriebstemperatur des Transistors. Der> läuft aber auch mit 130°C Dauertemperatur ohne zu Zucken.
Dem IRF3708 ist es egal wenn er nur 1,6 A schalten muss. Das hat nix mit
Overkill zu tun. Er ist genau wie der BDX33 im TO220 Gehäuse, wo also
genau ist DEIN Problem? Ich verstehe deine Argumentation gegen den
IRF3708 oder auch ähnliche LL-Mosfets in keinster Weise.
Hast Du ein Extra Auto für die Stadt, weil du dort nur 50 Kmh schnell
fahren darfst. Dafür ist ein Auto das 200 Kmh fahren kann natürlich
nicht geeignet.
> Was machst du, wenn du mal WIRKLICH 62A schalten willst? Nimmst du dann> ein Traktionsmodul der Straßenbahn, das 1000A schalten kann?
Quatsch!
Falk B. schrieb:> Weißt Du nicht mehr was>> Du schreibst oder willst Du einfach nur rumstänkern? Der IRF3708 ist im>> TO220 Gehäuse, was ist daran Monster?>> Es ist ein 62A MOSFET mit 12mOhm!!! Overkill^3. Der OP hat eine> bestehende, ausreichend gut funktionierende Lösung! Das einzige Problem> war sein falsche Enschätzung der Betriebstemperatur des Transistors.
Hier fragt man sich wirklich wer hier stänkern will!
Jay Tee hat einen fertigen Aufbau mit einem TO-220 Transistor, als
passender Ersatz wird ein FET im TO-220 empfohlen. Ob der nun 3 Ampere
oder 62 oder 99 schalten kann , ist doch scheißegal - der ist als 1:1
Ersatz brauchbar und damit sinnvoll.
Die Differenzierung zwischen einem Bastel-Einzelstück und einem
kostenoptimierten Serienprodukt scheint Falk B. zu überfordern.
Falk B. schrieb:>> Die PWM Frequenz wäre vom Raspberry PI 19.2 MHz,>> Niemals, bestenfalls 19,2 kHz!
Die MHz könnte aber auch der Mosfet nicht mehr richtig schalten.
Auch die KHz wären unsinnig viel.
Entschuldigung, dass ich den Fred hier wiederbelebe...
Aber, ich habe -- einfach, weil die Bauteilekiste es so hergegeben hat
und gerade kein MOSFet zur Hand war -- und weil ich vor derselben
Aufgabe stand, den Aufbau des TO nachgebaut. Mit, nachdem ich dies hier
gelesen hatte, dem leicht flauen Gefühl, dass der Transistor wohl etwas
warm werden könnte...
Naja, was soll's, ich bau's erstmal testweise auf... ich kann ja später
immer noch gegen MOSFets tauschen...
uC (AT328PU), 8MHz(RC-Clock), 5V
16-Bit PWM mit 122Hz
Transistor: ST-BDX33C
Basisvorwiderstand 470 Ohm
Basispulldownwiderstand 10k Ohm
LED-Leiste Nicrew 2-Channel (B/W) Classic 40W (angegebene 20V, 2A). Der
erste Kanal "cool-white" hat gemessene 24W. Der zweite Kanal "deep"-blue
hat gemessene 8W.
Die LED-Leiste ist für ein Aquarium. Der uC soll (soweit das mit diesen
beiden Farben geht) den Lichtverlauf möglichst "natürlich" ab
Einschalten (über Zeitschaltuhr) kontinuierlich regeln.
Sonnenaufgang/-untergang/Moonlight...
Und jetzt zurück zum Problem des TO: Bei mir bleibt der Transistor kalt
(ohne Mini-Kühlköper wird er etwas über handwarm aber nicht unangenehm
heiss)...
°_O
... Erst, wenn ich von der 16-Bit-PWM weggehe und die PWM-Frequenz
deutlich erhöhe, wird der Transistor warm (bzw. echt heiß...). Dies
passiert in meinem Setup so ab ca. 2-3kHz PWM-Frequenz.
best,
Stefan
Ja, das ist so richtig, da ein Darlington die 122 Hz noch schalten kann
und die Stromstärke nicht zu hoch ist. Für die zwanzigfache Frequenz ist
er allerdings zu langsam. Deshalb eignet sich dann nur noch ein nicht zu
starker einzelner Leistungstransistor, dessen Basis man zum Abschalten
"ausräumen" sollte.
Mfg
a.gif
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