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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschaltung von Transistoren / elektr. Last


Autor: Falk (Gast)
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Hallo,

ich möchte eine elektronische Last bauen und zu diesem Zweck mehrere 
Transistoren parallel schalten. Wie kann ich gewährleisten, dass durch 
alle Transistoren der gleiche Strom fliesst? Ich habe bereits ein wenig 
"recherchiert" und bin dabei über Symmetriewiderstände im Emitterkreis 
gestolpert. Ich frage mich allerdings, wie man damit den Stromfluß 
symmetrisieren kann. Das enizige was die Dinger meines Erachtens machen 
ist den  Stromfluss begrenzen aber halt in jedem Zweig individuell. 
Vielleicht kanns mir ja jemand erklären ;)

Im Übrigen wäre ich für Tipps, Hinweise, Links etc. zum Bau einer 
elektronischen Last (mind. 500W) dankbar.

Gruß
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Falk (Gast)

>"recherchiert" und bin dabei über Symmetriewiderstände im Emitterkreis
>gestolpert.

Genau so.

> Ich frage mich allerdings, wie man damit den Stromfluß
>symmetrisieren kann.

Dann hast du wohl nicht genug gelesen.

> Das enizige was die Dinger meines Erachtens machen
> ist den  Stromfluss begrenzen aber halt in jedem Zweig individuell.

Nö. Das nennt man Stromgegenkopplung.

>Vielleicht kanns mir ja jemand erklären ;)

In Kurzfassung. Bei Bipolartransistoren sinkt mit steigender Temperatur 
die Basis-Emitterspannung, welche für einen Strom X nötig ist. Wenn nun 
aber zwei oder mehr Transistoren einfach parallel an einer 
Steuerspannung hängen, dann schluckt der mit der höheren Temperatur mehr 
Strom. Was zu einer noch größeren Temperaturerhöhung führt . . .

Schaltet man nun aber ohmesche Widerstände in den Emitterzweig, wirken 
dieser der Stromerhöhung auf zwei Arten entgegen.

1. Durch Stromgegenkopplung, mehr Strom -> höhere Spannung am Emitter -> 
kleinere Basis-Emitterspannung -> weniger Strom.

2. Durch thermische Gegenkopplung, den die ohmschen Widerstände haben 
einen positiven Temperaturkoeffizienten, sprich mit steigender 
Temperatur steigt der Widerstand, was ebenfalls zu einer 
Stromgegenkopplung führt.

Bei MOSFETs im Linearbetrieb ist das ebenso, eigentlich noch schlimmer, 
da dort der Temperaturkoeffizient größer ist.

> Im Übrigen wäre ich für Tipps, Hinweise, Links etc. zum Bau einer
>elektronischen Last (mind. 500W) dankbar.

Suche im Forum, da findet man einiges.

http://www.mikrocontroller.net/search?query=%2Bele...

MfG
Falk, der Andere

Autor: remo (Gast)
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Das Problem beim Parallelschalten sind geringfügige Unterschiede in den 
Durchlassspannungen. Drum schaltet man je einen Widerstand in jeden 
Zweig und schon teilt sich der Strom - nicht gleichmäßig - aber 
gleichmäßiger auf die Transistorzweige auf.
Google doch einfach mal nach elktronischer Last, da gibts doch 100 Mio 
Schaltungen, musst doch nicht neu erfinden. gabs auch schon bei Elektor, 
ELV, ....

Viel Glück
Remo

Autor: Peter R. (pnu)
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zwei kleine Korrekturen zu den guten Ausführungen von Falk:

Punkt 2. spielt keine Rolle: Der Tk der Widerstände ist klein im 
Vergleich zu dem der Transistoren. Meistens sind diese niederohmigen 
Leistungswiderstände sowieso aus Konstantandraht, dann ist der TK 
besonders klein. Da die Widerstände mit den Transistoren nicht thermisch 
gekoppelt sind, wirkt keine Kompensation sondern nur die Gegenkopplung.

Mosfets haben einen positiven Temperaturkoeffizienten der 
Steuerspannung, es wird allgemein darauf hingewiesen, dass die 
Parallelschaltung deshalb erlaubt ist, da dienen Widerstände nur dazu 
die Streuung der Exemplare auszugleichen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk schrieb:
> Im Übrigen wäre ich für Tipps, Hinweise, Links etc. zum Bau einer
>
> elektronischen Last (mind. 500W) dankbar.

Sinnfreie Anforderung Deinerseits da wesentliche Randbedingugen fehlen. 
Da dies sowohl eine 5V 100A als auch eine 1000V 0.5A Ausführung sein 
könnte.
Oder irgendwas dazwischen. Und wie schnell soll "Deine" elektronishce 
Last auf Änderungen reagieren?

Bei Deinen Vorkenntnissen somit sicher ein wenig ideales Startprojekt.

Wie wäre es wenn Du mit einer 25W Last beginnst, für 10V maximale 
Versorgungsspannung? Und Erfahrung sammelst?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter R. (pnu)

>Mosfets haben einen positiven Temperaturkoeffizienten der
>Steuerspannung,

NEIN! Das ist falsch. Die Threshold Voltage der MOSFETs hat einen stark 
NEGATIVEN Tk. Und der wird im LINEARBETRIEB voll wirksam, noch schlimmer 
als bei Bipolartransistoren.

Im SCHALTBETRIEB ist das egal, denn hier spielt nur RDS_ON eine Rolle, 
und der ist positiv, wodurch MOSFET ohne Ausgleichswiderstände 
parallelgeschalter werden können. Aber nur im SCHALTBETRIEB!

MfG
Falk

Autor: Falk (Gast)
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Andrew Taylor

>Bei Deinen Vorkenntnissen somit sicher ein wenig ideales Startprojekt.

Darf ich fragen, auf welcher Basis du meine Vorkenntnisse beurteilen 
willst?

Im Übrigen hatte ich mit meiner (ketzerischen) Frage bzw. meiner 
Zweifel, dass durch die Emitterwiderstände tatsächlich eine 
Symmetriesierung stattfindet, 100% Recht, wie mir dir Antworten hier 
bestätigen.

Das Einzige, was die Widerstände bewirken ist eine Strombegrenzung durch 
Stromgegenkopplung. Damit erreicht man bestenfalls eine näherungsweise 
Angleichung der Ströme, mehr aber nicht. Es ist unlogisch und falsch von 
einer echten Symmetriesierung zu sprechen, wie ich es leider in vielen 
Quellen gefunden habe.

>Sinnfreie Anforderung Deinerseits da wesentliche Randbedingugen fehlen.

Das war keine Anforderung sondern eine Bitte. Nur weil (dir) 
Randbedingungen fehlen ist meine Anfrage keinefalls sinnfrei. Dein 
Kommentar hingegen schon.

Allen anderen vielen Dank für die Antworten.

Autor: Peter R. (pnu)
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@Falk
Danke, da hab ICH anscheinend was dazugelernt bezüglich MOS ( die hab 
ich bisher nur als Schalter, nie linear verwendet).

Autor: mhh (Gast)
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Falk schrieb:
> Das Einzige, was die Widerstände bewirken ist eine Strombegrenzung durch
> Stromgegenkopplung. Damit erreicht man bestenfalls eine näherungsweise
> Angleichung der Ströme, mehr aber nicht.

Das reicht aber für diese Anwendung. Denn man belastet Bauelemente nicht 
auf Maximum. Da kommt es also auf 5% Unterschied nicht an. Macht man die 
Emitterwiderstände größer, werden die Ströme immer gleicher. Ansonsten 
müsstest Du jeden Transistor per eigener Ansteuerung einzeln regeln.

(Und dran denken: Wenn im Datenblatt was von 100 Watt Verlustleistung 
steht, dann reichen 5 Transistoren bei weitem nicht aus für die 
angedachten 500 Watt.)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  mhh (Gast)

>müsstest Du jeden Transistor per eigener Ansteuerung einzeln regeln.

Das macht man meist bei MOSFET Lasten.

Mfg
Falk

Autor: mhh (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Das macht man meist bei MOSFET Lasten.

Ich weiß. Selber heize ich aber lieber bipolar.  :)

Autor: Falk (Gast)
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@Gast

>Macht man die Emitterwiderstände größer, werden die Ströme immer gleicher...

Ja, das leuchtet ein. Allerdings beschränkt man damit auch die maximal 
umsetzbare Leistung.

Autor: mhh (Gast)
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Falk schrieb:
> Ja, das leuchtet ein. Allerdings beschränkt man damit auch die maximal
> umsetzbare Leistung.

In keinster Weise.

Es erhöht sich nur die Mindestspannung, die Du anlegen kannst. Und nach 
oben begrenzt natürlich die Spannungsfestigkeit der Transistoren.

Autor: mhh (Gast)
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mhh schrieb:
> Es erhöht sich nur die Mindestspannung, die Du anlegen kannst.

(kannst streichen)...musst, um den geforderten Strom fließen zu lassen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk schrieb:
> Andrew Taylor
>
>>Bei Deinen Vorkenntnissen somit sicher ein wenig ideales Startprojekt.
>
> Darf ich fragen, auf welcher Basis du meine Vorkenntnisse beurteilen
> willst?
>

Die Beurteilung fällt leicht bei der Art wie Du Deine Frage stellst.
Der Rest Deiner Aussagen bestätigt dies.

Autor: Falk (Gast)
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>Die Beurteilung fällt leicht bei der Art wie Du Deine Frage stellst.
>Der Rest Deiner Aussagen bestätigt dies.

Na dann weiss ja ja jetzt Bescheid  ;)

Gott sie Dank ist das meinem Arbeitgeber bisher nicht aufgefallen.

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