Verstärkerschaltung mit H-Bruecke

[Niels K. (niels-k)]

Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei eine H-Bruecke zusammenzustellen. Leider komme ich 
einfach nicht weiter. Im Anhang ist mein Schaltplan.

Ich möchte mit einem UC, der mit 3,2V betrieben wird, 18 V, die von 2 
9V-Batterien kommen, eine Spannung Uss=36Volt erzeugen. Prinzipiell 
müsste dass doch mit der gezeichneten Schaltung gehen, oder täusche ich 
mich da?

Ich verwende gerade npn -Transistoren.

Problem: Ich bekomme nur maximal die Ansteuerspannung von den 
npn-Transistoren durchgeschaltet. Was mache ich falsch und was muss ich 
ändern um +/-18Volt am Ausgang zu erhalten?

Grüße Niels

[mhh (Gast)]

Niels Keller schrieb:
> oder täusche ich
> mich da?

Ja.

Es bleibt bei Uss 18V von den Transistorverlusten mal abgesehen.

[mhh (Gast)]

Ach ja, nur mit npn gehts natürlich so auf Deine Art auch nicht.
Du brauchst einen Spannungsvervielfacher. Wie der aussehen könnte hängt 
von der geforderten Leistung am Ausgang ab.

[Niels K. (niels-k)]

mhh schrieb:
> Ja.
>
> Es bleibt bei Uss 18V von den Transistorverlusten mal abgesehen.

Mhh, Unverständnis - ist wohl eine Definitionsfrage. Von minimal zu 
maximal Peak sollte sich ein Unterschied von 36Volt einstellen.

Aber ich komme nicht über die Versorgungsspannung des uC heraus? Ist die 
Schaltung in Bezug auf die Brücke überhaupt OK?

[mhh (Gast)]

Uss entspricht Spannung Spitze-Spitze -> 0 und 18V ergibt also Uss=18V.

Niels Keller schrieb:
> Ist die
> Schaltung in Bezug auf die Brücke überhaupt OK?

Nein.

Du musst aus den 18V mehr Spannung machen (Spannungsverdoppler, 
-vervielfacher).

[MaWin (Gast)]

> Im Anhang ist mein Schaltplan.
> Was mache ich falsch

Mach's doch einfach richtig, mit 2 PNP-Transistoren:

 +Ub ---+--+-----+-----+--+
        1k |E    |     |E 1k
        +-|< PNP | PNP >|-+
        |  |     |     |  |
        1k +-|>|-+-|<|-+  1k
        |  +---------+ +  |
        |  M       +-(-+  |
     NPN|  +-------+ +-+  |NPN
 v-1k--|<  +-|<|-+-|>|-+  >|--1k--r
       E|  |     |     |  |E
        +-|< NPN | NPN >|-+
       1k  |E    |     |E 1k
 GND ---+--+-----+-----+--+

Nur mit NPN ist aufwändiger, siehe die Innenschaltung von
BA6208. So was willst du nicht wirklich selber bauen,
zudem hat auch diese Schaltung höhere Verluste als mit PNP.

[Falk B. (falk)]

@  Niels Keller (niels-k)

>ich bin gerade dabei eine H-Bruecke zusammenzustellen. Leider komme ich
>einfach nicht weiter. Im Anhang ist mein Schaltplan.

Hmm, mehr als eine Skizze ist das nicht.

>Ich möchte mit einem UC, der mit 3,2V betrieben wird, 18 V, die von 2
>9V-Batterien kommen, eine Spannung Uss=36Volt erzeugen.

Das wollen viele. Tu dir einen Gefallen und verwende eine fertige 
H-Brücke, z.B. den L6203.

> Prinzipiell
>müsste dass doch mit der gezeichneten Schaltung gehen, oder täusche ich
>mich da?

Du täuschst dich ;-)
Da fehlen mindestens noch die Pegelwandler für die oberen 
Transistoren. Von der Vermeidung von Querströmen mal ganz zu schweigen.

>Ich verwende gerade npn -Transistoren.

Ach was!

>Problem: Ich bekomme nur maximal die Ansteuerspannung von den
>npn-Transistoren durchgeschaltet.

Was den Fachmann wenig überrascht. Die oberen Transistoren arbeiten in 
Kollektorschaltung. Die macht keine Spannungsverstärkung, siehe 
Transistor.

> Was mache ich falsch und was muss ich
>ändern um +/-18Volt am Ausgang zu erhalten?

Dir fehlen einige Grundlagen. Die musst du erstmal aufholen.

MFG
Falk

[Niels K. (niels-k)]

Nun da wir uns alle auslassen konnten, bitte ein konstruktiver 
Vorschlag. Kann man die Anordnung, so wie sie jetzt ist, durch Ändern 
der Transistortypen zu dem machen, was gewollt ist? Jetzt mal unabhängig 
davon, ob das 18 oder 36 Volt sind.

Es gibt doch jede Menge Motorschaltungen, die genau so aufgebaut sind. 
Eine kleine Spannung schaltet eine größere Spannung. Das ist genau das 
was ich erreichen möchte.

[Falk B. (falk)]

@  Niels Keller (niels-k)

>Eine kleine Spannung schaltet eine größere Spannung. Das ist genau das
>was ich erreichen möchte.

Kauf dir was fertiges.

L6202

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A214;GROUPID=2911;ARTICLE=9761

L6203

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A214;GROUPID=2911;ARTICLE=9762

MFG
Falk

[Spezi (Gast)]

> Nun da wir uns alle auslassen konnten, bitte ein konstruktiver
> Vorschlag.

Wenn man die Posts genau durchliest, sind mindestens 2 "konstruktive 
Vorschläge" zu erkennen:

- einer von MaWin, der eine funktionsfähige H-Brücke gezeigt hat;

- zwei von Falk, der den Vorschlag "verwende eine fertige H-Brücke, z.B. 
den L6203" machte.

Es ändert allerdings nichts an dem Problem, dass du aus 18Vss-Spannung 
nur mit einer Verdoppler-Schaltung die gewollten 36V (DC) erzeugen 
kannst. Ganz zu schweigen davon, wie lange das die 2 9V-Batterien 
durchhalten, bis sie leer sind (doch es gab bisher noch keine Angabe 
über den nötigen Strom) ...

[Niels K. (niels-k)]

Also die Sache ist die Folgende:

Bei mir auf dem Dach (Dachgeschosswohnung) sitzen immer jede Menge 
Tauben. Diese Viecher sind gerade in der Nacht elendig laut. Aber - und 
das ist der Vorteil, sie reagieren auf eine Frequenz von rund 25kHz und 
machen sich davon. Daher meine spontane Idee an einen 
Ultraschalllautsprecher eine Frequenz von 25kHz anzulegen. Das habe ich 
auch getestet und es ging gut. Dann kam diese blöde Idee mit der 
H-Brücke. Bisher habe ich eben immer den Strom verstärkt, das geht damit 
auch. Bisher habe ich noch keine Spannungsverstärkerschaltung gebaut 
(Lücke).

Ich habe nur leider bereits die Platine gebaut. Jetzt suche ich also 
nach einer Möglichkeit zumindest einen Wechsel von 0V auf 18V 
hinzubekommen. Ein pnp scheidet wohl aus, da ich keine 18V 
Versorgungsspannung an den uC anlegen kann. Also bleibt mir noch ein 
npn. Neues Ziel: Rechtecksignal von 0V-18V. Irgendwelche Ideen?

[Niels K. (niels-k)]

Ok. Jetzt habe ich es geschnallt. Also Danke an MaWin und Falk. Nehme 
jetzt für T1 einen pnp und für T2 einen npn.

[Spezi (Gast)]

> Ein pnp scheidet wohl aus, da ich keine 18V Versorgungsspannung an den uC
> anlegen kann.

Wenn du eines den Posts entnommen haben solltest: NUR mit NPN- 
Transistoren geht es nicht!

Eine Hilfskrücke würde mir spontan so einfallen (aber ohne Gewähr):

Ersetze T1 und T3 durch einen PNP-Transistor (z.B. BC558), schalte R1 
nicht an TR1, sondern an U2. Dann noch R3 statt an TR3 an U1.
(So wird, wenn ein NPN-Transistor leitet, auch der PNP der anderen 
Halbbrücke eingeschaltet :-D )

Die Grösse der 4 Widerstände sind mit 150 Ohm viel zu gering. Nimm für 
R2 und R4 ca. 560 Ohm bis 1k und für R1 und R3 5,6k bis 8,2k (ein 
Basisstrom von 2mA bis 4mA sollte ausreichen).

Aber Achtung: bei der Ansteuerung der Transistoren T2 und T4 immer eine 
"Pause" einlegen, wo BEIDE sperren. Sonst baust du die einen sauberen 
Kurzschluss der 18V ...

> Nehme jetzt für T1 einen pnp und für T3 einen npn.

Was soll das denn nun bewirken?? So mach es gar keinen Sinn ...

[MaWin (Gast)]

> Also die Sache ist die Folgende:

Wenn die Leute ihre wahren Gründe vorher aufdecken würden,
bekämem sie wenigstens gar keine Antworten, aber so ärgert
man sich, daß man eine brauchbare Antwort gegeben hat.

Was interessieren dich tauben in der Nacht, da schläft man,
und der Körper gewöhnt sich an solche Geräusche dermassen,
daß er sie nach wenigen Tagen überhört, und nach einigen
Wochen schlecht schläft wnn sie NICHT mehr da sind.

Das kann auch mal lebensrettend sein, weil die Tauben sich
vom brennenden Dach verpisssen und man davon aufwacht.

Wenn man Ultraschalltrafos mit höherer Spannung ansteuern
will obwohl man nur eine niedrigere zur Verfügung hat,
dann macht man das mit 25kHz Spulen (Class-E-Amp) bzw.
Trafos, und micht mit irgendwelchem miesen Murks den du
hier vorhast.

Aber Tiere ärgert man nicht, die haben's schwer genug.
Es lässt jedoch auf dem Menschen schliessen, der sich an
den schwächsten auslässt.

[Niels K. (niels-k)]

MaWin schrieb:

> Aber Tiere ärgert man nicht, die haben's schwer genug.
> Es lässt jedoch auf dem Menschen schliessen, der sich an
> den schwächsten auslässt.

Ich fasse das jetzt mal ironisch auf.

[Niels K. (niels-k)]

Spezi schrieb:

> Die Grösse der 4 Widerstände sind mit 150 Ohm viel zu gering. Nimm für
> R2 und R4 ca. 560 Ohm bis 1k und für R1 und R3 5,6k bis 8,2k (ein
> Basisstrom von 2mA bis 4mA sollte ausreichen).
U=R*I--> R=U/I=3,0/0,004=750. Alles klar.

> Aber Achtung: bei der Ansteuerung der Transistoren T2 und T4 immer eine
> "Pause" einlegen, wo BEIDE sperren. Sonst baust du die einen sauberen
> Kurzschluss der 18V ...

Wird beachtet.

[Hans M. (hansilein)]

Bau doch ne Selbstschussanlage, hilft auch gegen Einbrecher.

[Niels K. (niels-k)]

Meine Güte - ist ja gut. Ist eben ohne Schlaf schon recht schwer einen 
klaren Kopf zu behalten - die Lösung wurde ja ohnehin bereits gegeben. 
Einfach T1 und T3 durch pnp´s ersetzen. Dann die Vorwiderstände erhöhen 
und fertig.

[ich (Gast)]

Hi,

noch'n Vorschlag:

Damit gibt's keinen Kurzen und die 3V-Ansteuerung könnte klappern.
(das * soll den "Emitterpfeil" darstellen)

+18V---------+------+---------------
             |      |
            | |R    |
            | |     |
             |      /
             +-----|  npn
             |      \*
             |      |
             |      +--------- U1
             |      |
             |      /*
             +-----|  pnp
             |      \
        R    /      |
TR1/2 --==--| npn   |
             \*     |
             |      |
             |      |
GND----------+------+-------------------

[Axel R. (Gast)]

               o--------o------18V
               |        |
              .-.     |/
           330| |   .-|
              | |   | |>
     100n     '-'   |   |
               |    |   o------PIEZO
      ||       |    |   |
   .--||---.   |    | |<
   |  ||   |   o----o-|
   |       |   |      |\
   |  ___  | |/         |
 --o-|___|-o-|          |
             |>         |
      1K       |        |
               '--------o------GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

besser fährst Du sogar noch, wenn du einen Tiny 25/45/85 nimmst.
der hat schon entsprechende Steueregister für komplementäre Ausgänge und 
einen Totzeitgenerator, (den Du aber in der jetztigen Konstellation 
nicht brauchst, da es zu keinem Kurzschluss kommen kann).
Dir gehen allerdings mit der vorgeschlagenen Endstufenschaltung auf 
jeder Seite gut 1-2Volt durch die verwendete Kollektorschaltung 
verloren.

Besser geht die Sache mit preiswerten MOSFETs:

                 .------------o------------o------ 18V
                 |            |            |
                 |    .----||-|            |
                 |    |    ||>'            |
                .-.   |    ||-+         P2 |
                | |   |       o---------||-|  IRLML2502
            330 | |   |    P1 |         ||>'
                '-'   |       |         ||-+
                 |    |      .-.           |
                 o----o      | |           o----- PIEZO(+)
                 |    |   100| |           |
                 |    |      '-'        ||-+
                 |    |       |         ||<.
                 |    |       o---------||-|
                 |    |       |            |
        47    ||-+    |    ||-+         N3 |
        ___   ||<.    |    ||<.            |  IRLML5203
   ----|___|o-||-|    '----||-|            |
            |    |            |            |
           .-.N1 |         N2 |            |
           | |   |            |            |
           | |   |            |            |
           '-'   |            |            |
        10K |    |            |            |
   ---------o----o------------o------------o------ GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

der 100Ohm verhindert Kurzschluss durch P1 und N2.
gleichzeitig verzögert er die Einschaltflanke von P2 und N3, während die 
Ausschaltflanke zügig über P1 und N2 erledigt wird, da die Gates am 
Ausgang direkt gesperrt werden.

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlml2502.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlml5203.pdf
http://application.emcelettronica.com/irf/dt92-2

Hier sollten jetzt die vollen 18Volt am Piezo anliegen ;-))


frohe Ostern

axelr.

[Niels K. (niels-k)]

Wow, das ist sind ja doch noch brauchbare Antworten. Da ich die Platinen 
bereits erstellt habe, war ich mehr oder weniger dazu gezwungen die 
H-Brücke zu adaptieren. Daher habe ich die beiden Transistoren TR1 und 
TR3 durch pnp-Transistoren vom Typ BC560 ersetzt. Die Widerstände wurden 
wie bereits angesprochen ausgetauscht. Die Vorwiderstände von TR2 und 
TR4, also den npn-Transistoren (BC547B) wurde mit je 560 Ohm gewählt. 
Die Widerstände der pnps mit rund 12k. Der Stromverbrauch der Anordnung 
liegt dann bei rund 20mA. Betreibe es allerdings nur mit 9V statt 18V. 
Der Spannungsverlauf ist wie gewünscht. Schöner wäre noch ein Sinus, 
aber da wären dann wieder zu viele Widerstände gestorben und ich hätte 
einen OP zusätzlich verwenden müssen. Das Ergebnis ist aber auch mit 
einem Rechtecksignal das Gewünschte ;-)