Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Im Trafo Transistor ändern


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von Fabian (Gast)


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Hallo Mikrocontroller Gemeinde,

da ich hier schon einiges mit gelesen habe und oft auch fündig geworden 
bin, habe ich heute eine Frage an euch. In der Hoffnung, dass mir 
geholfen werden kann.

Mein Vater hat vor 30 Jahren einen Trafo gebaut (Schaltplan im Anhang).
Da ich ihn über länger Zeit mit ca. 7V @2A Betrieben habe, ist mir der 
Transistor T1 (BC237) kaputt gegangen.

Kann ich den Transistor T1 (vorsorglich auch T3) mit einem "BD135" 
ersetzen, damit der Trafo mehr Leistung, über lange Zeit, erzeugen kann?

Sollten noch andere Teile ausgetauscht werden?

Herzlichen Dank schon mal und viele Grüße,
Fabian

von MaWin (Gast)


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Das Gerät ist nicht bloss ein Trafo, sondern ein ganzes Netzteil.

Ein BD135 ist an der Stelle eine gute Wahl, er hält mehr aus als der 
BC237 und hat immer noch eine hohe Stromverstärkung.

Auch T3 wird überlastet, wenn er den Strom bgerenzen soll, 20V/220R=90mA 
bei bis zu 12V sind 1W, mehr als ein BC237 aushält, auch hier ist ein 
BD135 besser.

Der 2N3055/BD247 sollte auf ein ausreichendes Kühlblech von mindestens 
5K/W.

An den BD135 könnte auch ein kleines Kühlblech von 4 x 4 cm, aber nötig 
ist es nicht.

Das Strom-Poti erlaubt eine Einstellung weit über 1A hinaus, Man sollte 
es besser durch einen Festwiderstand von 1k in Reihe mit dem 500R Poti 
ersetzen, Festwiderstand nach links. Oder 220R + 100RPoti.

Parallel zu den beiden 6V8 Z-Dioden könnte ein ELko von 100uF/16V, das 
verringert das Brummen.

von Peter R. (pnu)


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Die Schaltung ist mit den Toleranzen so großzügig, dass man vom Umtausch 
fast nichts merken sollte.

T1 ist da sicher auch gegen die BD135 austauschbar. Der BD135 dürfte an 
dieser Stelle der Schaltung sogar besser passen.

Warum T3 vorsorglich austauschen? Der passt an diese Stelle der 
Schaltung bestens.

Nebenbei: Das ganze bildet ein sehr einfaches Netzgerät. Der Trafo ist 
nur das Teil davon, das von 220V auf 15V umsetzt

von MaWin (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Warum T3 vorsorglich austauschen? Der passt an diese Stelle der
> Schaltung bestens.

Ich habe es sogar vorgerechnet, wieso, warum weigerst du dich, es 
nachzuvollziehen ?

Netzteil auf 12V 1A einstellen, 10 Ohm Last, nominale Netzspannung 
angenommener Strom in Basis von T1 unter 10mA.

von Fabian (Gast)


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Vielen herzlichen Dank für die Bestätigung und weitere Verbesserungen. 
Geht ja echt schnell hier mit den Antworten. :)

Kann der BD247 verbessert/ersetzt werden, sodass er nicht soviel Wärme 
erzeugt?

von Andrew T. (marsufant)


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Fabian schrieb:

>
> Kann der BD247 verbessert/ersetzt werden, sodass er nicht soviel Wärme
> erzeugt?

Nein, Du kannst da die Physik (ohne Änderung des Trafos) nicht ändern.

Die Wahl eines geeigneten Transsitors führt / dient dazu, das dieser die 
Anforderung erfüllt, d.h. zuverlässig funktioniert.

Eben das tut der 2n3055 bereits.

von TomA (Gast)


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Hallo Fabian,

ich würde noch einen Widerstand, zur Strombegrenzung, in den Kollektor 
von T1 setzen. Im Fall eines Kurzschluß am Ausgang des Netzteils kann 
durch T1 zur Basis von T2 und aus dem Emitter von T2 kurzzeitig ein 
hoher Kurzschlußstrom fließen. Die vorhandene Überstrombegrenzung kann 
diesem aber erst entgegenwirken, wenn bereits Strom fließt. Das kann für 
den kleinen BC237 schon zu spät sein. Ein BD135 kann das vermutlich 
überleben, aber besser ist ein Begrenzungswiderstand. Mit einem BD135 
als T1 würde ich den Kurzschlußstrom auf ca. 1Ampere begrenzen. 
Überschlägig 15V bei 1A ergibt einen Widerstand von 15Ohm. Ein kleiner 
BC237 soll nicht mehr als 100mA bekommen. Also 15V / 0,1A = 150Om.

Gruß. Tom

von Fabian (Gast)


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Danke TomA,

werde ich berücksichtigen. Wie viel Watt muss der Widerstand abkönnen?

von TomA (Gast)


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Hallo Fabian,

gute Frage!

Im schlimmsten Fall -

Bei 1A:    15V * 1A = 15W
Bei 100mA: 15V * 0,1A = 1,5W

Da T2 aber auch einen Teil des Stromes führen wird ist der tatsächliche 
Strom durch T1 niedriger.

Da heißt es nochmal gründlich nachdenken und evtl. simulieren, welcher 
Strom dort tatsächlich fließt.

Im Zweifel, WorstCase annehmen und 15W/1,5W einsetzen.

Gruß. Tom

von Harald W. (wilhelms)


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Fabian schrieb:

> Mein Vater hat vor 30 Jahren einen Trafo gebaut (Schaltplan im Anhang).
> Da ich ihn über länger Zeit mit ca. 7V @2A Betrieben habe, ist mir der
> Transistor T1 (BC237) kaputt gegangen.

Wenn der Trafo am Eingang des Netzteils nur einen Nennstrom von
1,5...2A hat, hast Du auch den Trafo überlastet. Das Netzteil kann
am Ausgang nämlich nur ca. 60% des Wechselstromnnennstroms als
Gleichstrom liefern. Wenn Du deine 7V/2A nur kurze Zeit (weniger
als eine halbe Stunde) geflossen sind, hat er wahrscheinlich über-
lebt. Einen "Knacks"hat er aber trotzdem weg. Enthält der Trafo
denn eine Temperatursicherung? Falls nicht, solltest Du das Netz-
teil in Zukunft nur unter Aufsicht betreiben.
Gruss
Harald

von TomA (Gast)


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Hallo Fabian,

habe das jetzt mal mit LTSpice simuliert. Mit BD135 Transistor und 15Ohm 
als Begrenzungswiderstand. Im Kurzschlußfall, wenn die vorhandene 
Schutzschaltung aktiv ist (1,5A), fließt durch den Begrenzungswiderstand 
ein Strom von ca. 50mA. Der hohe Strom kommt nur als kurzer Impuls vor.

Damit wäre seine Leistung 15V * 50mA = 0,75W

Mit einem 1W Widerstand bist du also auf der sicheren Seite.

Gruß. Tom

von oszi40 (Gast)


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Merke: "Dein Trafo" heißt Netzteil!
http://de.wikipedia.org/wiki/Transformator
http://de.wikipedia.org/wiki/Netzteil

schrieb im Beitrag #3770158:
>  in Zukunft nur unter Aufsicht betreiben.

1.Falls Dein Trafo stinkt oder nun brummt, hast Du ein 
Isolationsproblem. Auf zu heißem Kupferlackdraht zerbröselt die 
Isolation.

2.Ob ein niedlicher T3=BC237 einen totalen Ausgangskurzschluss an der 
Basis überlebt? ICmax Collector Current (DC) 100 mA

3.Eine Feinsicherung ist ein nützliches Teil. Nur schmilzt Silizium oft 
schneller :-)

von TomA (Gast)


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Hallo Fabian,

habe mir das Netzteil noch bei unterschiedlichen Strömen angesehen. Die 
Überstrombegrenzung sorgt dafür, daß die Spannung am 
Begrenzungswiderstand unter 3V bleibt. Damit kann als Spannung am 
Widerstand 3V für die Rechnungen eingesetzt werden, wodurch ein 1/4Watt 
Leistung reichen wird.

Ob es im realen Gerät auch so ist zeigt der Versuch!

Viel Erfolg. Tom

von Axel S. (a-za-z0-9)


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MaWin schrieb:
> Peter R. schrieb:
>> Warum T3 vorsorglich austauschen? Der passt an diese Stelle der
>> Schaltung bestens.
>
> Ich habe es sogar vorgerechnet, wieso, warum weigerst du dich, es
> nachzuvollziehen ?

Weil du dich verrechnet hast?

Zum einen rechnest du mit R1=220R, wo doch ein 390R Widerstand in der 
Schaltung sitzt. Die maximale Verlustleistung in T3 tritt auf, wenn das 
Spannungspoti voll aufgerissen ist und die Rohspannung von ca. 20V sich 
gleichmäßig auf R1 und T3 verteilt. Das sind dann 10V*(10V/390R)=256mW.


XL

von TomA (Gast)


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Hallo Fabian,

zum verdeutlichen hier mal das Simulationsergebnis. Die Strombegrenzung 
ist auf 2A eingestellt, die Ausgangsspannung auf Maximum.

Im Diagramm ist die Spannung am Widerstand R2 (der eingefügte 
Kollektorwiderstand) zu sehen. Die hohe Leistung, welche dir den BC237 
zerstört, tritt nur Kurzzeitig als Impuls auf. Für die Berechnung der 
Leistung kann sie vernachläßigt bleiben.

Gruß. Tom

von MaWin (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:

>> Ich habe es sogar vorgerechnet, wieso, warum weigerst du dich, es
>> nachzuvollziehen ?
>
> Weil du dich verrechnet hast?

> Zum einen rechnest du mit R1=220R, wo doch ein 390R Widerstand in der
> Schaltung sitzt.

Da hast du recht, hab wohl die 22 vom Elko als Nachguckwert genommen.

> Die maximale Verlustleistung in T3 tritt auf, wenn das Spannungspoti
> voll aufgerissen ist und die Rohspannung von ca. 20V sich
> gleichmäßig auf R1 und T3 verteilt. Das sind dann 10V*(10V/390R)=256mW.

Kommt hin.

Ein BC237 sollte 0.25W schaffen.

von MaWin (Gast)


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TomA schrieb:
> zum verdeutlichen hier mal das Simulationsergebnis.

Eingangsspannung liegt aber bei 20V, Z-Diode hat 13.6V und die 
Strombegrenzung SOLL nur bis 12V/1A regelbar sein, mehr war nicht 
vorgesehen (aber auch nicht verhindet)

von TomA (Gast)


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Hallo MaWin,

danke für den Hinweis. Jetzt sehe ich auch, daß da zwei Zenerdioden in 
Reihe geschaltet sind.

Das wirkt sich aber nur unwesentlich auf das Problem aus. Ein 
Strombegrenzungswiderstand im Kollektor von T1, sorgt für eine höhere 
Lebensdauer desselben. Seine Leistung ist mit 1/4 Watt ausreichend, da 
die hohe Leistung in diesem Widerstand nur kurz auftritt.

Danke. Tom

von Lothar S. (loeti)


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Der Kühlkörper für T2 darf nur max. 4K/W haben da der 2N3055 1,52K/W Rjc 
hat (Datenblatt ON). Hat der MaWin in der Eile wohl übersehen.
Eine 1,6A träge Sicherung am Ausgang des Trafos kann auch nicht schaden 
falls die Strombegrenzung, warum auch immer, versagt.
Ich würde auch noch einen LED mit 1k/0,5W Vorwiderstand parallel zu C1 
als Betriebsanzeige und zusätzliche Grundlast vorsehen.

Grüße Löti

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