Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor wird sehr heiß


von H. George (Gast)


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Hallo,

ich habe ein hoffentlich kleines Problem. Ich möchte mithilfe eines 
ATMega88 zwei LED-Ketten steuern (AN/AUS), dazu wollte ich einen 
Transistor (BD441) als Schalter verwenden.
Es funktioniert auch soweit, doch wenn ich die Schaltung dazwischen 
hänge, fängt das Netzteil(24V/4,2A) der LED Ketten an zu säuseln.
Nach einer Minute, werden die Transistoren so heiß, dass man sie nicht 
mehr anfassen kann.

Ich hoffe Jemand kann mir einen Tip geben.

Vielen Dank

von MaWin (Gast)


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Ein Blick in Figure 2 im Datenblatt sollte dir zeigen, daß der 
Transistor um 1.6A zu schalten immerhin 160mA Basisstrom braucht, und 
die kann dein ATMega nicht liefern, schon gar nicht über einen 470 Ohm 
Widerstand, der den Strom auf unter 10mA begrenzt.

Es muß also mehr Basistrom her.

Den kann man mit einem weiteren Transistor verstärken:

                      LEDs
                       |
                   +---+
                   |   |
ATmega88--470Ohm--|<   | BC547
                   |E  |
                   +--|< BD441
                       |E

Oder man wechselt den BD441 gegen einen Darlingtontransistor
wie BD675 oder einen LogicLevel N-Kanal MOSFET wie IRLZ44.

von (prx) A. K. (prx)


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MaWin schrieb:

> Oder man wechselt den BD441 gegen einen Darlingtontransistor
> wie BD675

Das wird der aber immer noch heiss. 1,6A bei Uce von beispielsweise 1V 
bleibt auch nicht ohne Nebenwirkungen.

von Helmut S. (helmuts)


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Darlington ist schlecht bei 1,6A. Das gibt 1,6Watt Verlustleistung. Wer 
will schon einen Kühlkörper spendieren. Die einzig vernünftige Lösung 
hier heißt Mosfet!

von Carsten S. (dg3ycs)


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H. George schrieb:
> Ich hoffe Jemand kann mir einen Tip geben.

Ist dein Schaltplan Fehlerhaft oder hast du tatsächlich KEINEN 
SERIENWIDERSTAND in Reihe zu den LED Ketten.

Wenn dem so sein sollte, dann ksst du fro sein das du nur einen eher 
mäßigen bipolaren Transistor wie dem BD441 genommen hast und nicht z.B. 
meinen guten FET mit RDS_on im Milliohmbereich... Sonst hätten deine LED 
Ketten schon ihr Leben ausgehaucht.

Im Moment wirkt dann der Parasitäre Widerstand des Transistors in 
kombination mit dem Innenwiderstand deiner Spannungsquelle als einzige 
Strombegrenzung - mit der Folge das ein viel zu hoher Strom durch den 
Transistor und deiner LED kette fließt.

Der gesamte eigentlich benötigte Spannungsabfall (Ub - U_Vorwärts der 
LED summiert) findet nun am Transistor statt was mit dem viel zu großen 
Strom eine sehr hohe Verlustleistung bedeutet die am Transistor in Wärme 
umgesetzt wird.

Also: DA gehört UNBEDINGT noch ein passender Vorwiderstand pro LED Reihe 
in Serie! Sonst sind bald Netzteil und/oder LED Ketten nur noch 
E-Schrott.

Gruß
Carsten

von g457 (Gast)


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> BD441

Die BD441 haben eine (minimale) Verstärkung von grob 15-40. Bei 1600 mA 
I_CE (und zehnfacher Übersteuerung) brauchts also in der Größeordnung >> 
100 mA (!) Basisstrom. Dafür sind die Basiswiderstände ∗viel∗ zu groß 
und der AVR ist ∗viel∗ zu schwach -> Treibertransen davorhängen oder 
gleich auf einen anderen Transistor umsteigen, z.B. einen kleinen FET, 
denn auch voll durchgeschaltet muss der eine Transistor noch über 1 W 
(sinnarm) verbraten.

von H. George (Gast)


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Hy,

der Schaltplan ist nur fehlerhaft die LED-Kette besteht aus mehren 
Segmenten, je Segment sind vier LEDs plus Widerstände verbaut. Da diese 
Kette mehrer Meter lang ist, wollte ich nicht alles zeichnen sollte nur 
eine Skizze zum besseren Verständnis sein.

mfg

von Carsten S. (dg3ycs)


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H. George schrieb:
> Hy,
> der Schaltplan ist nur fehlerhaft die LED-Kette besteht aus mehren
> Segmenten, je Segment sind vier LEDs plus Widerstände verbaut. Da diese
> Kette mehrer Meter lang ist, wollte ich nicht alles zeichnen sollte nur
> eine Skizze zum besseren Verständnis sein.

Ok,
alles Zeichnen muss man auch sicher nicht, Ersatzbilder für die 
Zusammenfassung sind ja OK. Allerdings beim Nächsten mal dann einfach 
noch den Widerstadn mit dazunehmen, da es bei Halbleitern schon einen 
deutlichen Unterschied macht.

Für das "Heiss" werden bei vorhandenem Widerstadn sind ja genug Gründe 
genannt worden. Die Frage ist halt nur warum das NEtzteil sich meldet. 
Denn so müsste ja genaugenommen geringfügig WENIGER Leistung abgefordert 
werden als beim direkten Betrieb.

Es gibt ja Schaltnetzteile die im Leerlauf surren, dann solche die bei 
minimaler Belastung (nur Spannungsregler für µC) surren, im Leerlauf und 
bei (einer meist genannten) Mindestlast nicht - oder es gibt solche die 
bei annähernd Volllast laut sind, obwohl nicht überlastet.

Da bei dir ja im Prinzip vier Betriebszustände auftreten können kannst 
du versuchsweise diese vier Zustände ja mal von hand verschalten ohne 
Elektronik, um zu prüfen ob dabei auch etwas zu hören ist.
WEnn, dann liegt es leider am Netzteil und ist nur durch austausch des 
NT zu ändern...

Gruß
Carsten

von ... (Gast)


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Carsten Sch. schrieb:
> alles Zeichnen muss man auch sicher nicht, Ersatzbilder für die
> Zusammenfassung sind ja OK. Allerdings beim Nächsten mal dann einfach
> noch den Widerstadn mit dazunehmen, da es bei Halbleitern schon einen
> deutlichen Unterschied macht.

Statt der Glühbirnen würde man dann auch LEDs zeichnen ;-)

von H. George (Gast)


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... schrieb:
> Statt der Glühbirnen würde man dann auch LEDs zeichnen ;-)

Angenommen.

Wenn ich die LED-Ketten direkt an das Netzteil anschließe, ist das 
Säuseln weg.

Ich hab noch einen BC639 Transistor, könnte man mit diesem das Problem 
beheben?
Oder ist ein MOSFET immer besser?

mfg

von mhh (Gast)


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H. George schrieb:
> Wenn ich die LED-Ketten direkt an das Netzteil anschließe, ist das
> Säuseln weg.

Das Netzteil scheint keine Impulsbelastung zu mögen. LC oder RC (< 1 
Ohm) -Glied versuchsweise noch dazwischen hängen.

Helmut S. schrieb:
> Darlington ist schlecht bei 1,6A. Das gibt 1,6Watt Verlustleistung.

Mit dem Darlington geht auch so für weniger Wärme:

                 +5V  LEDs
                   |   |
                   R   |
                   |   |
ATmega88--470Ohm--|<   | BC547
                   |E  |
                   +--|< BD441
                   R   |E
               ---------

(Danke an MaWin für Vorlage, ich bin heute faul)  :)

von H. George (Gast)


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Also ich war beim Fersehfachgeschäft und der hatte nur noch die BUZ10 
da, damit sollte es aber auch gehen oder?

von MaWin (Gast)


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Der uralten Restposten BUZ10 kann man nicht mit den 5V aus dem ATmega8 
ansteuern, er benötigt 10V. Für 5V benötigt man LogicLevel Typen wie 
IRLZ34, die im Versand trotz Porto vermutlich biliger sind, als der 
BUZ10 aus dem "Fernsehfachgeschäft".

von H. George (Gast)


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Ne der kam nur 0,70€.
Ich hab mal in das Datenblatt geschaut, da siehts so aus als ob er bei 
5V 3A durchschleift das würde ja eigentlich reichen.

von Falk B. (falk)


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@  H. George (Gast)

>Ich hab mal in das Datenblatt geschaut, da siehts so aus als ob er bei
>5V 3A durchschleift das würde ja eigentlich reichen.

Falsch.

http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Erkl.C3.A4rung_der_wichtigsten_Datenblattwerte

von H. George (Gast)


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Ok thx wusste ich nicht.

von H. George (Gast)


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Wo kann man die Mosfets am besten bestellen.

von Uwe (Gast)


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Sollte gehen

24V ------+---+----
          |   |
          R   |
          |   |
          |   D
5V--|<----+-G|
              S
              |
             ---
             GND

von Uwe (Gast)


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Ups LED und Widerstand vergessen

24V ------+---+----
          |   |
          R  LED (Oben Anode)
          |   R
          |   |
          |   D
5V--|<----+-G|
              S
              |
             ---
             GND

von Axel (Gast)


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Vielleicht ist bei dir Widerstand an Kollektor, Lampe an Emitter und 
Masse an Basis angeschlossen...???

von Axel (Gast)


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....

von H. George (Gast)


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@Axel

Ne, angeschlossen ist es richtig.

@Uwe

Wie groß soll R in deiner Skizze sein?

von MaWin (Gast)


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> Sollte gehen

Natürlich nicht.

So schaltet sie zwischen 0.7V und 5.7V Ugs um,
das ist nicht so verschieden von 0V und 5V die
bekanntlich dem BUZ10 nicht ausreichen, der 0V/10V
sehen will.

Ganz zu schweigen, daß, wenn es funktioniert hätte,
du den MOSFET mit 24V Ugs gegrillt hättest.

von MaWin (Gast)


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von (prx) A. K. (prx)


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von Uwe (Gast)


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Hmm, hochohmig. Muß ich mal die Innenbeschaltung der IO-Ports angucken 
ob das überhaupt geht. Der Strom über die Clamp dioden darf nicht zu 
hoch werden.

von Uwe (Gast)


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Alles schei***e !

von Marko (Gast)


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A. K. schrieb:
> Das wird der aber immer noch heiss. 1,6A bei Uce von beispielsweise 1V
> bleibt auch nicht ohne Nebenwirkungen.

Vcesat des BD675 ist bei 1,5A 2,5V laut Datenblatt.

BDW83 würde gehen, der hat ~0,7V bei 2A. Dank einer Rthja von ~36K/W 
käme er auch ohne Kühlkörper aus.

von H. George (Gast)


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Hy,

so hab jetzt die zwei Transistoren durch zwei IRLZ44N's ausgetauscht.

Nun werden die Mosfets zwar nicht so heiß, aber leider flackern die LED 
Ketten egal was ich am AVR einstelle (egal ob 0V oder 5V).

Weiß vielleicht jemand was ich falsch gemacht habe, bzw. sollte der 
Widerstand am Gate größe sein?

Vielen Dank

von Falk B. (falk)


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Falscher PWM Prescaler?

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Ich denke mal, dass Du jetzt durch das bessere Schaltverhalten die 
PWM-Frequenz siehst ^^
Also, dreh doch mal am PWM-Prescaler (halbieren oder vierteln), wie Falk 
schon schrob.


Gruß
Jonathan

von H. George (Gast)


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Ich hab eigentlich die Digitalen ausgänge zum schalten benutzt.

von H. George (Gast)


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Oder sollte man bei MOSFETs immer PWM nehmen?

von H. George (Gast)


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Also die ersten beiden Mosfets waren defekt daher das flackern.
Ich hab jetzt andere drin, dennoch funktioniert es nicht.
Es liegen zwar 5V am Gate an aber am AUsgang sind von 24V nur noch 1,6V 
übrig.

Ich hoffe jemand kann mir da etwas helfen.

mfg

von Heizzer (Gast)


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H. George schrieb:
> Ich hab jetzt andere drin, dennoch funktioniert es nicht.

Was genau funzt nicht?

H. George schrieb:
> Es liegen zwar 5V am Gate an aber am AUsgang sind von 24V nur noch 1,6V
> übrig.

... und die restlichen 22.4 V fallen über den LED streifen ab. Klingt 
doch gut?

von H. George (Gast)


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Hallo,

also die LED-Ketten leuchten nicht.
Ich schalte nach Masse, also wenn ich vor dem Mosfet messe hab ich noch 
die 24V messe ich nach dem Mosfet sind es nur noch 1,6V.

von M. K. (sylaina)


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Schaltplan hilft vielleicht. Wie hast du es denn verdrahtet?

von H. George (Gast)


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Wie das Bild im ersten Post.
Nur Gate am AVR, Source an die LED-Kette(Masse) und Drain an Masse des 
24V Netzteils. Hab auch schonmal Source und Drain vertauscht, bringt 
aber leider auch nichts.

mfg

von ... (Gast)


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H. George schrieb:
> Wie das Bild im ersten Post.

Wildes DS-Tauschen bringt nichts. Viel wichtiger ist es, das Gate 
richtig zu treffen.
(-> Datenblatt  IRLZ44N Seite 8)

von H. George (Gast)


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Also die Belegung ist richtig wenn du das gemeint hast.

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