Hilfe bei rechnerischer Dimensionierung der Vorwiderstände am Transistor

[Felix N. (Gast)]

Hallo Leute,

es geht um Folgendes: ich will die Basiswiderstände noch einmal für mich 
ausrechnen (Anfänger).
Ich habe die Schaltung schon aufgebaut, sie funktioniert und macht was 
sie soll.

Funktionsbeschreibung:

Ist S1 geschlossen, so zieht das Relais an. Es leuchten LED3 und LED2.
Schließt man S2, so zieht das Relais ab. Es leuchten LED1, LED2 und 
LED3.

Rechnung:

1) Auslegung des Vorwiderstands für den Transistor Q2:

Die Stromverstärkung des BC337 beträgt:

$$h_{FE} = 100 - 600$$

Ich nehme im folgende 100.

Mein Relais benötigt:

$$I_{C} = 53mA$$

damit es schaltet.

$$I_{B} = \frac{I_{C}}{h_{FE}} = 0,53 mA$$

Mit einem gewählten Übersteuerungsfaktor von 5 ergibt sich:

$$I_{B} * 5 =2,65mA$$

Somit ergibt sich für den Basiswiderstand:

$$R_{B} = \frac{U_{B} - 0,7V}{I_{B}} = \frac{24V - 0,7V}{I_{B}} =8792,45 Ohm$$

Rb ist bei Q2 ja R1. Sollte also stimmen.

2)

$$h_{FE} = 100 - 600$$

$$I_{C} = 30mA$$

 Für eine normale LED

$$I_{B} = \frac{I_{C}}{h_{FE}} = 0,3 mA$$

$$I_{B} * 5 = 1,5mA$$

Jetzt kommt allerdings mein Problem:
R1 und R2 sind der Basiswiderstand von Q1. Jetzt kann ich ja nicht 
einfach für R2 folgendes ausrechnen:

$$R_{B} = \frac{U_{B} - 0,7V}{I_{B}} = \frac{24V - 0,7V}{I_{B}} = 15533 Ohm$$

Hänge da ein bisschen und würde mich über Hilfe freuen.

[Sandro (Gast)]

Die Überlegung mit der LED ist so falsch. Uce an Q1 sind im geschaltenen 
Zustand max 0.7V. Über R4 liegen also 23,3 an.. Das nimmst du als Ib. 
Kommt aber fast aufs gleiche raus und Hilft dir nicht bei deinem Problem 
^^

Bin gespannt auf die Lösung.

Mit welchem Programm hast du den Schaltplan gezeichnet?

[Sandro (Gast)]

Jetzt hab ich zumindest kapiert, warum das funktioniert: Ube ist bei Q2 
0,7V (Datenblatt), bei Q1 sind es 0,6V. Also fallen 0,1V über R2 ab... 
Der Rest wie gehabt.

[H.H.O. (Gast)]

Bist du sicher, dass zwischen R1, R2 und Q1 nicht noch ein Widerstand 
fehlt. So müßte IMHO LED1 auch bei geschlossenem S1 leuchten, weil Q1 
wohl kaum genügend Basisstrom bekommt, um LED1 den Strom zu klauen - 
wenn ich micht nicht irre.

[H.H.O. (Gast)]

Sandro schrieb:
> Also fallen 0,1V über R2 ab...

Mit R2=100 kΩ wäre das ein Basisstrom von 1 µA. Um die LED1 lahmzulegen, 
wären bei 20mA I_C und h_FE=200 etwa 200 µA nötig. Wie geht das?

[Sandro (Gast)]

Mh, da hab ich ne Potenz verwürfelt.. -.-

[MaWin (Gast)]

> wären bei 20mA I_C und h_FE=200 etwa 200 µA nötig. Wie geht das?

Du weisst doch, die Schaltung funktioniert :-)
Diskussion und Lerneffekt unerwünscht.

[Felix N. (Gast)]

Sandro schrieb:
> Jetzt hab ich zumindest kapiert, warum das funktioniert: Ube ist bei Q2
> 0,7V (Datenblatt), bei Q1 sind es 0,6V. Also fallen 0,1V über R2 ab...
> Der Rest wie gehabt.

Die Schaltung habe ich mit sPlan gezeichnet.

Das bei Q2 0,7V abfallen ist mir klar. Warum jedoch bei Q1 nur 0,6?

H.H.O. schrieb:
> Bist du sicher, dass zwischen R1, R2 und Q1 nicht noch ein Widerstand
> fehlt.

Ja, wie gesagt, die Schaltung ist so aufgebaut, wie beschrieben.

Kann mir jemand zeigen, wie ich auf R2 komme?

[Volker S. (sjv)]

Die ganze Schaltung ist krüppelig.
Q1, R2 weg , Led1 über Entkoppeldiode hinter S2 Anschliessen.
R1 aufteilen und Verbindungspunkt über Diode ebenfalls hinter S2 
anschliessen.
Verbindung S2-Basis Q2 entfällt.

MfG

[Felix N. (Gast)]

Volker S. schrieb:
> Die ganze Schaltung ist krüppelig.

Dass die Schaltung nicht optimal ist, ist mir auch klar.

Jedoch will ich erst verstehen, wie ich R2 dimensionieren müsste, bevor 
ich die Schaltung nochmal anpasse.

[Volker S. (sjv)]

Für R2 gibt es keine sinnvolle Berechnung, da man mit der Ube 0,5-0,7V 
eines Transistors nicht über einen Widerstand R2 einen anderen 
Transistor mit der gleichen Ube ansteuern kann. Die Funktion ist mehr 
oder weniger Glücksache und beruht auf der durch unterschiedliche 
Basisströme entstehenden Ube-Differenz.

MfG

[Gerlinde (Gast)]

MaWin schrieb:
> Du weisst doch, die Schaltung funktioniert :-)
> Diskussion und Lerneffekt unerwünscht.

So n'Blödsin schreibt der echte MaWin nicht!

[Felix N. (Gast)]

Danke Volker, hab es verstanden. Wie Du schon sagtest, im Prinzip beruht 
die Schaltung auf den unterschiedlichen Basis-Emitter-Spannungen.

Könntest Du mir deinen Vorschlag eventuell kurz skizzieren?

Danke!

[Volker S. (sjv)]

Hallo,

habe Dein Posting erst gestern gefunden.
im Anhang eine gegenüber dem Vorschlag modifizierte Schaltung.
D2 verhindert, das D3 über den Basisstrom Q1 angesteuert wird.
D1 kompensiert die Schwellspannung von D2, so das Q1 sicher sperrt.

MfG