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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bitte um Hilfe bei Transistor-Auslegung


Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Hallo,

ich habe mir obige Schaltung zusammen gesammelt.
Sinn ist der, dass ich in einem geregelten NT auch einen 
Festspannungszweig von 5V habe möchte. Einmal, um die interne Logic zu 
speisen, dann aber auch als Ausgang, um sie für eigene Schaltungen 
nutzen zu können (wobei der Festspannungsteil den gleichen Massebezug 
haben soll, wie der geregelte Teil).

Eingang ist ein Ringkern mit 2x 18V sekundär und den Zweig der 
geregelten Spannung habe ich mal außen vor gelassen.

Der Part aus D3, Q3 und Q4 ist klar, der wird bei EK ganz gut erklärt.

Die Stromverstärkung des 7805 habe ich aus dem Datenblatt des 78S05. Mit 
den dortigen Formeln konnte ich auch die Widerstände ausrechnen.

Was ich jetzt nicht wirklich auf die Reihe bekomme, ist die 
Dimensionierung von Q1 und Q2.

Eckdaten habe ich schon genannt: Eingang sind 18V roh, am Ausgang hätte 
ich gerne 5V / 10A.

Dann wird bei der Schaltung ja jede Menge Wärme erzeugt. Für Dips, wie 
sich das mit vertretbaren (und nachvollziehbaren) Mitteln reduzieren 
läßt, würde ich mich freuen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Q4 ist hier der Sicherungstester?
Wenn die Sicherung (die hoffentlich vor B2 irgendwo eingebaut ist) noch 
funktioniert, wird sie zuverlässig ausgeschaltet ;-)
Oder was willst du mit dem "Parallel-Regler" D3-Q3-Q4 machen?

Die Schaltung hinten raus sollte funktionieren.

Aber die Strombegrenzung um Q2 begrenzt nur den Strom über Q1.
Wenn du am Ausgang z.B. 15 A ziehen würdest, dann begrenzt Q1 bei 10A 
(wie gewünscht). Die restlichen 5 A würden dann aber über R1 und Q2 
(weil der ja bei 10A durchschaltet) durch den 7805 fliessen....
Und das kann der BC327 und der 7805 auf Dauer nicht ab ;-)

Mach doch den R1 viel hochohmiger (ca. 27 Ohm) und setze vor den 7805 
nochmal einen 27 Ohm Widerstand. Dann wäre der Strom durch den 7805 auch 
im Strombegrenzungsfall noch in erträglichem Rahmen. Und der Q2 sollte 
etwas mehr aushalten (wie der 7805: 1A)...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>Eingang ist ein Ringkern mit 2x 18V sekundär...
Grundlagen:
mit 18V Wechselspannung am Eingang bekommst du ca. 25V am C1.
Damit musst du mit einem Linearregler bei Vollast auf jeden Fall 
(25V-5V)*10A = 200W mit deinen Schaltungsbauteilen verheizen.

>Für Dips, wie sich das mit vertretbaren (und nachvollziehbaren) Mitteln 
>reduzieren läßt, würde ich mich freuen.
In einen Dip tunke ich mein Steak.

Aber ein Tipp: Nimm einen Trafo mit weniger Sekundärspannung und einen 
POL-Wandler vom Schlage MicroTLynx und du bist fertig.
http://power.tycoelectronics.com/Family.aspx?FID=e...

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Hallo Lothar,

danke für Deine Aufmerksamkeit.

> Q4 ist hier der Sicherungstester?
> Wenn die Sicherung (die hoffentlich vor B2 irgendwo eingebaut ist) noch
> funktioniert, wird sie zuverlässig ausgeschaltet ;-)
> Oder was willst du mit dem "Parallel-Regler" D3-Q3-Q4 machen?

Weiß nicht, wie Du auf Sicherungstester kommst, das soll die 
Eingangsspannung für den Regler auf 7V begrenzen. Beschreibung dazu 
findet sich: 
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
Ab Bild 2 ...

> Aber die Strombegrenzung um Q2 begrenzt nur den Strom über Q1.
> Wenn du am Ausgang z.B. 15 A ziehen würdest, dann begrenzt Q1 bei 10A
> (wie gewünscht). Die restlichen 5 A würden dann aber über R1 und Q2
> (weil der ja bei 10A durchschaltet) durch den 7805 fliessen....
> Und das kann der BC327 und der 7805 auf Dauer nicht ab ;-)

Langsam dämmert es ein wenig. Q2 ist nur für den Fall, dass Q1 
überlastet wird? - das ist dann wirklich überflüssig.
Dann baue ich lieber noch eine richtige Strombegrenzung ein.

> Mach doch den R1 viel hochohmiger (ca. 27 Ohm) und setze vor den 7805
> nochmal einen 27 Ohm Widerstand. Dann wäre der Strom durch den 7805 auch
> im Strombegrenzungsfall noch in erträglichem Rahmen. Und der Q2 sollte
> etwas mehr aushalten (wie der 7805: 1A)...

Sorry, aber mit derlei Aussagen kann ich wenig anfangen. Wenn Du mir 
sagen würdest, wie ich das berechnen kann - ok. Dann würde ich meine 
grauen Zellen gerne strapazieren.
Aber um ein Bauchgefühl umzusetzen, fehlt mir einfach noch ne Menge 
praktischer Erfahrung

> Aber ein Tipp: Nimm einen Trafo mit weniger Sekundärspannung und einen
> POL-Wandler vom Schlage MicroTLynx und du bist fertig.

Nettes Spielzeug. Wenn Du mir jetzt noch ne Bezugskwelle für private 
Kleinabnehmer hättest, wäre der Tipp vielleicht garnicht schlecht.
So hat er eher akademischen Wert ;)
Interessant zu lesen ist es allemal.

Gruß Santi

Autor: Andreas K. (a-k)
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Santiago m. H. wrote:

> Weiß nicht, wie Du auf Sicherungstester kommst, das soll die
> Eingangsspannung für den Regler auf 7V begrenzen.

Das wird sie auch. Ein Weilchen jedenfalls, solange bis Trafo und/oder 
Gleichrichter in Rauch aufgegangen sind. Die diese Schaltung stellt für 
die Eingangsspannung praktisch einen Kurzschluss dar.

Spannungsbegrenzungen dieser Art sollen Überspannungsspitzen begrenzen. 
Nur sind die 18+xV die aus dem Gleichrichter+Elko rauskommen schon ganz 
regulär sehr viel höher als die Grenzspannung des Begrenzers. Eine 
permanente riesige Überspannung sozusagen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>Weiß nicht, wie Du auf Sicherungstester kommst, das soll die
>Eingangsspannung für den Regler auf 7V begrenzen. Beschreibung dazu
>findet sich:
>http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
>Ab Bild 2 ...

Ja, aber sieh dir mal Bild 1 an.
Der Rv....


Mach es dir für den Anfang nicht zu kompliziert.

Also nimmst du dir zuerst einen kleineren Trafo (mit 10A 
Ausgangsstrom)...
Richtig: der Trafo wird kleiner (und billiger), denn wenn du statt der 
18V Sekundärspannung nur 10V hast, musst du auch die 80VA nicht zahlen.

Dann weiter: mit dem Trafo 10V/10A gehst du auf den Gleichrichter, der 
macht dann erst mal ca. 12-14V für den C1 draus.
Mit dieser Spannung geht es weiter auf die Liearregelung (siehe Bild).
Den Widerstand R1 würde ich wie gesagt etwa auf 27 Ohm festlegen, dann 
beginnt der Transistor schon bei ca. 30mA zu leiten, und der 7805 muss 
nicht soooo sehr gekühlt werden. Dann kann der 7805 auf der Platine 
plaziert und die Entkopplungkondensatoren für den 7805 schön dicht an 
die Pins des Spannungsreglers gesetzt werden.

Die Strombegrenzung übernimmt eine Sicherung im Ausgang.
Fertig.

Übrigens darfst du auch einen dickeren Gleichrichter einsetzen:
10A gehen nicht dauerhaft über einen 7A-Gleichrichter.

Und nimm einen dicken Kühlkörper.

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Ok, wie Ihr sehen könnt, gibt es noch einige eklatante Wissenslücken bei 
mir.

Was mache ich dann mit der Spannungsdifferenz? Mit Lüfter und ähnlichen 
Geräuschbelästigungen wollte ich wirklich nicht anfangen.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Santiago m. H. wrote:

> Ok, wie Ihr sehen könnt, gibt es noch einige eklatante Wissenslücken bei
> mir.

Weshalb ich dringend empfehlen möchte, mit kleineren Strömen zu beginnen 
als ausgerechnet 10A. Weil das was dann dabei kaputt geht billiger ist 
und weniger martialisch stinkt.

> Was mache ich dann mit der Spannungsdifferenz? Mit Lüfter und ähnlichen
> Geräuschbelästigungen wollte ich wirklich nicht anfangen.

In dieser Leistungsklasse ist das mit Linearnetzteil schwierig und ein 
10A Schaltnetzteil ist auch nicht grad das beste Einstiegsprojekt.

Mach dir lieber Sorgen über die Geruchsbelästigungen ;-).

Autor: oszi40 (Gast)
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Die Funktion des Transisors Q4 ist ungenügend beschrieben: Es ist ein 
getarnter 20A-Hochleistungs-Zigarettenanzünder !!
Rechne mal die Trafospannung x 1,4 = Spannung am C1.
Diese Spannung wird an Q4 und Q1 in Wärme und Transistorschrott 
verwandelt.
P=U*I
Schmeiß diese Schaltung weg und nimm ein fertiges Schaltnetzteil.
Das spart verbrannte Trafos, verbrannte Finger, Lehrgeld, 
Atomkraftwerke...

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Hallo,

@Lothar
da haben sich unstere Posts überschnitten.

> Mach es dir für den Anfang nicht zu kompliziert.

Hm - so bin ich nicht gestrickt. Ganz im Gegenteil.

Aber ich arbeite in Etappen, d.h. ich fange durchaus klein an. Aber 
nicht so.
Wie gesagt, das Netzteil erhält einen regelbaren Strang (nach dem 
Prinzip von Guido Socher) und einen Festspannungsstrang, den ich auch 
nach außen führen möchte.
Ich habe bereits einen Trafo mit 2x 18V sekundär - allerdings hat der 
nur 80VA.

Ich würde die Schaltung aber gerne so auslegen, dass ich später, wenn 
ich die Leistung auch abrufen kann, nur den Ringkern austauschen müßte. 
Deshalb möchte ich jetzt schon über alle Probleme stolpern.

Die Schaltung sieht vor, dass ich die Sekundärwicklungen umpolen kann, 
sodass ich einmal 40V mit halbem Strom oder 20V mit vollem Strom 
erhalte.
Egal, wie die Wicklungen geschaltet werden, für den Festspannungsstrang 
stehen immer 18V bereit (bzw. ca. 25V nach dem Elko).

> Übrigens darfst du auch einen dickeren Gleichrichter einsetzen:
> 10A gehen nicht dauerhaft über einen 7A-Gleichrichter.

Ich habe auch einen, der 35A kann, ist kein Thema.

Momentan weiß ich nicht richtig, wie ich die 20V am effizientesten 
verheize :)
... bin Nichtraucher ;)

> In dieser Leistungsklasse ist das mit Linearnetzteil schwierig und ein
> 10A Schaltnetzteil ist auch nicht grad das beste Einstiegsprojekt.

Hm, mit meinen Experimenten habe ich einen Punkt erreicht, an dem ich 
das ausgediente PC-Netzteil schon rel. ausgereizt habe.
Ich denke mal, ein SNT ist noch viel komplexer und noch weniger für 
Anfänger geeignet?!?

> Mach dir lieber Sorgen über die Geruchsbelästigungen ;-).

Das stört mich beim Löten am meisten :)

Eigentlich bin ich ja ein Weichei und würde viel lieber an Firmware, 
bzw. PC-Programmen schnitzen ...
... aber wenn man bestimmte Projekte umsetzen will, kommt man nicht drum 
herum, auch mit den harten Jungs auszugehen ...

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Nachdem der letzte Versuch ein Zigarettenanzünder wurde ...

... könntet Ihr mir bitte bei diesem Beispiel helfen?
Die Schaltung stammt aus dem Datenblatt des 78S05 ...

Wie bestimme ich denn den Widerstand bei der Schaltung?
Wieviel Strom muss durch den Transistor fließen, damit die 
Spannungsreduzierung wirkt?

Autor: oszi40 (Gast)
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Trafo 8V wenn Du nur 5 V am Ausgang brauchst.
Dafür sparen wir Z-Diode, Widerstand Transistor und ein Atomkraftwerk.
Das Wichtigste fehlt natürlich noch: Die Rückstrom-Schutzdiode über dem 
7805

Schönes WE !

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Die haben die Schaltung nicht umsonst für einen 78S05 mit max. 100mA 
entworfen.

Nein, jetzt wirklich: kauf dir den passenden Trafo.

Dann sparst du dir die Klimaanlage, und mit dem, was du beim 
Energieverbrauch einsparst, kannst du den neuen Trafo innerhalb eines 
Jahres locker bezahlen ;-)

Und mehr Platz hast du auch in deiner Bastelbude, weil du keinen so 
großen Kühlkörper brauchst...

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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> Die haben die Schaltung nicht umsonst für einen 78S05 mit max. 100mA
> entworfen.

Weiß nicht, wo Du die Info her hast, das Datenblatt, welches mir 
vorliegt, weist den 78S05 bis 2A aus.

> Nein, jetzt wirklich: kauf dir den passenden Trafo.

OK, also 2 Trafos in einem NT?
Und wie bekomme ich den gemeinsamen Massebezug?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>...weist den 78S05 bis 2A aus.
Asche über mein Haupt, du hast recht, ich war am L-Typ.
Prinzipiell geht die Schaltung schon, das einzige "Aber" ist immer die 
Verlustleistung an dem Transistor vor dem Spannungsregler.

>OK, also 2 Trafos in einem NT?...
Wieso denn 2?
Sehen wir in deinem Schaltplan nur die 1/2 Wahrheit?

Du willst also offenbar ein Netzteil mit 5V
und noch einer anderen Spannung bauen?

Das deckt sich nicht ganz mit der bisherigen Info:
>Eckdaten habe ich schon genannt: Eingang sind 18V roh,
>am Ausgang hätte ich gerne 5V / 10A.

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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>> OK, also 2 Trafos in einem NT?...
> Wieso denn 2?
> Sehen wir in deinem Schaltplan nur die 1/2 Wahrheit?

Im Schaltplan auf jeden Fall. Nicht mal die Hälfte :)
Vor allem beim letzten Bild ging es nur darum, zu verdeutlichen, was ich 
dem Linearregler vorschalten wollte.

Ich schrieb:

> Die Schaltung sieht vor, dass ich die Sekundärwicklungen umpolen kann,
> sodass ich einmal 40V mit halbem Strom oder 20V mit vollem Strom
> erhalte.
> Egal, wie die Wicklungen geschaltet werden, für den Festspannungsstrang
> stehen immer 18V bereit (bzw. ca. 25V nach dem Elko).

ferner schrieb ich:
> Eingang ist ein Ringkern mit 2x 18V sekundär und den Zweig der
> geregelten Spannung habe ich mal außen vor gelassen.

Also ein Strang (oder wie auch immer man das bezeichnen möchte) gibt am 
Ausgang eine geregelte/regelbare Spannung 0-20V bzw. 0-40V.
Das ist der "primäre" Ausgang/Nutzen des NT.

Der andere Strang (und um den geht es hier) soll einmal die interne 
Regelschaltung versorgen, dann aber auch extern für andere Experimente 
zur Verfügung stehen.

Damit ich auf Platinen, die Schaltstrom (5V fix) und Leistungsstrom 
(0-20V oder 0-40V) benötigen keine Probleme bekomme, möchte ich, dass 
alle Spannungen den gleichen Massebezug haben.

Nur für die 5V bräuchte ich mir überhaupt kein Kopf machen. Ich habe 
div. PC-Netzteile, die locker 10A bei 5V liefern.

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Ach ja, der endgültige Trafo, für den ich die Schaltung konzipiere wird 
ein Ringkern mit 2x18V sekundär und ca. 1kW Leistung.

Autor: Santiago m. H. (mausschubser)
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Hallo,

ich möchte nochmal nachfragen.

Bei der Schaltung von hier 
Beitrag "Re: Bitte um Hilfe bei Transistor-Auslegung" ...

Ist folgender Weg richtig, um den Widerstand auszurechnen:

R = 0,7V / ( I_EC / hFE + P_z_tot * 0,7 / U_z )

oder ist der erlaubte Strom dann zu hoch, sodass entweder Transistor 
oder Z-Diode Rauchzeichen von sich geben?

Autor: BMK (Gast)
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Gerade bei einem Ringkern-Trafo ist es doch easy, mal eben
eine Handvoll CuL Draht drumzuwickeln um 8V~ rauszubekommen.

Und dann Brückengleichrichter, Elko und ein 7805 direkt dran
und der fühlt sich pudelwohl.

Das wäre mein richtiger Weg...

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