Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik H-Brücke mit komplementären Bipolar-Transistoren


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von Peter (Gast)


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Hallo,
kann mit vielleicht jemand erklären, wieso am Ausgang der H-Brücke keine 
Spannung anliegt, obwohl die Transistoren angesteuert werden?

Es handelt sich bei diesem Gerät um einen direkt angetrieben 
Plattenspieler, die Ansteuerung der Brücke erfolgt über zwei 
Komparatoren, welche ein phasen-versetztes Signal von zwei Hall-Sensoren 
auswerten.
Dieses klappt auch, wenn man den Motor mit der Hand dreht, dann liegt 
ein sauberes Rechtecksignal an den Basen der H-Brücke an, welches um 180 
Grad Phasenverschoben ist.

die Spannnen liegen ohne Transistoren bei -12 und +12 Volt, mit 
Transistoren entsprechend um -700mV und +700mV.

Am Ausgang der H-Brücke ist nichts. Habe mit einem Transistor-Tester NPN 
und PNP Funktion prüfen können. Habe derzeit auch nur willkürlich andere 
NPN und PNP Typen eingelötet, aber es änderte nichts am Verhalten der 
Schaltung.

Den OpAmp habe ich nun mit einem Sockel versehen und auch andere Typen 
probiert. Der sollte aber in Ordnung seien.

Sind die Transistor-Werte für diese Schaltung dermaßen ausschlaggebend ?

Achso, die Motorwicklung habe ich überprüft, symmetrisch 44 Ohm, Elkos 
sind alle geprüft.

Gruß
Peter

: Verschoben durch Moderator
von Paul Baumann (Gast)


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Hast Du mal die "Fuses" durchgeklingelt und die Gleichrichterdioden?
Ja, das meine ich ernst. Wenn z.B. die obere Sicherung angesprochen hat,
dann hast Du, bedingt durch den Trafo mit Mittelanzapfung nur noch eine
Einweggleichrichtung. Das würde zum Betrieb der /des OPV noch reichen,
aber nicht mehr, wenn der Motor anfangen will zu laufen....

MfG Paul

von Peter (Gast)


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Hallo Paul,
habe ich überprüft, die Spannungen sind konstant und ändern ich auch 
nicht, wenn die Transistoren schalten sollten.

Ich könnte mir nur vorstellen, dass die Transistoren mit der Zeit 
einfach ihre Eigenschaften verändert haben, dass die Brücke nicht mehr 
funktioniert. Würde man nicht normalerweise Freilauf-Dioden vorsehen? 
Vielleicht nicht bei dieser Art der Beschaltung aber bei einer 
"normalen" H-Brücke kenne ich das so.

Sollte die Base der Transistoren nicht über einen Widerstand geführt 
werden, damit sich die Ströme gleichmäßiger aufteilen? Müssen es 
unbedingt komplementäre Typen seien?

Der Strom wird wahrscheinlich durch den maximalen Strom der OPV 
begrenzt, bei diesem handelt es sich um einen speziellen "hochstrom" 
Typen, welcher bis zu 70mA am Ausgang liefert.

Vielleicht hat ja jemand diese Art der H-Brücke schon mal gesehen oder 
auch selber aufgebaut und kann mir da mehr zur Funktion sagen. Ich habe 
versucht, dass mit den in LtSpice mitgelieferten Transistoren nach zu 
bauen und es sollte eigentlich funktionieren, es war aber sehr stark von 
der Größe des Lastwiderstandes abhängig, hier liegt ja sowieso eine 
induktive Belastung vor, dass macht die Sache nochmal komplizierter.


Gruß Peter

von MaWin (Gast)


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Es gibt nicht "nichts".

Am ehesten noch "hochohmig".

Aber du redest von +700/-700mV statt +12V/-12V.

Das könnte nur passieren, wenn die Spulen fast ein Kurzschluss sind, die 
Stromverstärkung der Transistoren niedrig ist, und der OpAmp überlastet 
wird (mehr als 20mA liefern müsste) und daher bei ca. +1.4V/-1.4V hängen 
bleibt.

von Ulrich (Gast)


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Die Transistoren dienen als Verstärkung des Ausgangsstromes für die OPs. 
Als Emitterfolger braucht man da auch keine extra Freilaufdioden, 
schaden würden die aber auch nicht.

Weder der OP noch die Transistoren sollten kritisch sein, solange die 
Belastbarkeit hinkommt. Mein Tip für den Ersatz wären BD135/BD136 oder 
BC635/BC636. Wichtig ist aber natürlich die Richtige Pinbelegung und 
natürlich die Polarität (NPN-PNP).
Je nach OP sollte die Stromverstärkung mindestens bei etwa 20-40 Liegen 
- für die eher kleinen Typen ist das eher kein Problem.

Wenn die Transistoren auch nur 50 fache Verstärkung haben, sollten die 
20 mA eines Standard OPs ausreichen um 1 A an Strom zu liefern und damit 
die Sicherung ggf. schon auszulösen, und das schon mit nur einer Spule. 
Der Strom wird vermutlich durch den Ohmschen Widerstand der Spulen und 
ggf. noch die Induktivität begrenzt. Da sollten also Typen wie LM358, 
MC1458 oder RC4558 ausreichen, denn das muss auch weder schnell noch 
Rauscharm sein.

Die beiden Signal für die Spulen sollten um 90 Grad in der Phase 
verschoben sein, nicht um 180 Grad.

von Peter (Gast)


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Guten Abend nochmal,

also, das die PNP an die Stelle des PNP kommen und die NPN an die stelle 
des NPN, ist mir schon klar. Und PIN-Belegung habe ich auch immer 
geprüft.
Zur Phase, ja sie ist auch nur um 90 Grad verschoben.

Meine Angaben zu +12/-12 und +700mV und -700mV am Ausgang, des OPV:
Hier habe ich die Rechteckspannungen mal gemessen mit eingelöteten 
Transistoren und einmal mit ausgelöteten Transistoren. Also mit 
Transistoren dann natürlich bei +/-700 mV gegenüber gemeinsamen GND.

Wie schon gesagt, dieser NJM4558 ist wohl eine spezielle Japan-Variante 
mit bis zu 70mA Ausgangsstrom.

12 mit 44 Ohm, sind ja gerade mal 300mA. Die Spannung ist maximal einige 
mV zwischen GND und einem Ausgang der H-Brücke.

Die Stromverstärkung ist also überhaupt nicht gegeben.

Die beiden BD135/136 hatte ich auch schon in meinem Warenkorb. Werde 
diese morgen bestellen.

Danke für die bisherigen Beiträge

von Peter (Gast)


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Hallo,

habe gerade noch die Spulen des Motors abgeklemmt. An der H-Brücke kommt 
keine Spannung raus.


Da ich eh morgen Teile bestellen möchte kam mir die Idee, ob man nicht 
mosfet Transistoren nehmen könnte. Die Gate Spannung liegt ja dann auch 
bei +- 12 Volt, dass dies sollte für ein vollständiges Durchschalten 
genügen.


Gruß Peter

von oszi40 (Gast)


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Fang nochmals systematisch von vorn an mit messen. Manchmal übersieht 
man was. Sind die +-12V wirklich stabil da? Notfalls Test mit 
Lastwiderstand.

Peter schrieb:
> die Spannnen liegen ohne Transistoren bei -12 und +12 Volt, mit
> Transistoren entsprechend um -700mV und +700mV.

Wenn von der Betriebsspannung +-12V nur noch wengige mV übrig sind, 
riecht das nach Kurzschluss oder flüssigem Silizium (kaputt)?
-Eine Prüfung der Diodenstrecken der Transistoren sagt leider nichts 
über die aktuelle Stromvertärkung (im Vergleich zum Datenblatt). Falls 
Deine Transistoren zu wenig Stromverstärkung haben, werden sie nicht 
ganz durchgesteuert und damit heißer als geplant.

-WENN zufällig der npn UND der pnp gleichzeitig leiten bricht auch die 
Spannung zusammen oder es raucht.

Wahrscheinlich beißt sich bei Deinem Fehler igrendwo die Katze in den 
Schwanz. 
http://html.alldatasheet.com/html-pdf/7446/NJRC/NJM4558/66/1/NJM4558.html

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Peter schrieb:
> Da ich eh morgen Teile bestellen möchte kam mir die Idee, ob man nicht
> mosfet Transistoren nehmen könnte.

Keine gute Idee, da die Transistoren linear angesteuert werden. Das 
ganze wird ja von den Hallbrücken angeregt und die Spulen werden dann 
mit einer nahezu sinusförmigen Spannung beschickt.

Es ist recht unwahrscheinlich, das da ein Transistor kaputt ist, prüfe 
doch bitte erstmal, ob die Hallbrücken mit Querstrom versorgt werden 
(Platinenanschluss 9 und 14 gegen Masse Pin 3) und aus ihren Ausgängen 
eine schwanke Spannung kommt, wenn du den Motor von Hand drehst. Diese 
wird normalerweise ja von den beiden Opamp-Buffer Kombinationen vrstärkt 
und dann an die Spulen geschickt.
Kratzende Potis hingegen sind da aber durchaus möglich. Poti VR3 und VR4 
stellen die Mittenspannung an den Spulen ein und Poti VR5 balanciert die 
beiden Hallsensoren.

von MaWin (Gast)


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> Da ich eh morgen Teile bestellen möchte kam mir die Idee, ob man nicht
> mosfet Transistoren nehmen könnte. Die Gate Spannung liegt ja dann auch
> bei +- 12 Volt, dass dies sollte für ein vollständiges Durchschalten
> genügen.

Unsinn. Die Schaltung ist derzeit ein Emitterfolger aus dem 0.7V weniger 
rauskommt als reingeht

Mit einem MOSFET kommen gleich4V weniger raus weil er dann zum 
Sourcefolger wird.

Wenn aus deinem OpAmp nur 0.7V kommen isr der Emjtter der Transistoren 
mit Masse kufzgeschlossen statt daß die 44Ohm Motorspule dran ist.

Vielleicht ist ja auch der 4558 Kaputt und liefert zu wenig Strom.

von Peter (Gast)


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Hallo an alle Helfer,

ich habe die Tranistoren mit den den BD135 und 136 erneuert. keine 
Änderung.

Dann habe ich die beiden Operationsverstärker gegen neue getauscht. 
keine Änderung.

Nachdem ich aber alle vier Transistoren X1-4 gegen neue 2SC945 
gewechselt habe, so fing sich der Motor langsam an zu drehen. Nicht 
"flüssig" und auch nicht schnell genug.

Daraufhin habe ich den Regelkreis an R21 unterbrochen und ein 
Labornetzteil mit einer Spannung im Bereich von 1 - 3 Volt an den oberen 
Teil gespeist. Dadurch lies sich die Geschwindigkeit regulieren.

Die alten Transistoren X1-4 hatten (nur noch) eine Stromverstärkung von 
ca. 50, die neuen liegen bei 300.

Das Dynamosignal wird an C3 eingekoppelt, entferne ich C3 läuft der 
Motor ohne Regelung. Mit C3 wird er so stark herunter geregelt, dass er 
kaum läuft.

Meine Vermutung bisher ist, dass die "Grundverstärkung" der neuen 
Transistoren höher ist, als die der alten ?!

Ich habe daraufhin den Widerstand R8 der RC Kombination aus C4 von 820k 
auf 620k verkleinert.

Ich kann jetzt die Voreinstellung der Geschwindigkeit für 33er Platten 
mit dem Poti  VR1 so einstellen, dass bei der Mittelstellung des 
"externem" Poti zum Feinjustieren die Geschwindigkeit stimmt.
In der Stellung für 45er Platten also VR2 ist die Geschwindigkeit zu 
hoch, VR2 bis zum Anschlag.

Habe ich mit R8 an der falschen "Schraube" gedreht?

Für X5 habe ich leider keinen passenden Ersatz, aber egal ob BC Typ oder 
der originale Transistor: keine Änderung im Verhalten.

Spannungen an Base von X4, also Geschwindigkeitsvorwahl liegen um 3 Volt 
also auf der Hälfte der positiven Versorgungsspannung nach der Z-Diode.
Kann ich einfach dem Widerstandsteiler, der 45er Geschwindigkeit 
anpassen?

Gruß Peter

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