Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM723 Labornetzteil mit 2 2N3055 - einer wird wärmer


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von Sören (Gast)



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Hallo,

ich habe das altbekannte "Schuldnetzteil" aufgebaut und ich mir hierbei 
daran orientiert: 
http://www.hobby-bastelecke.de/projekte/netzteil_lm723.htm


Allerdings habe ich 2 2N3055 genommen mit 0.1R am Emitter symmetriert.



Nun wird der rechte 2N3055 deutlich wärmer als der rechte. Bei rd. 2.5A 
/ 12V sind es am rechten 0.1R 200mV Spannungsabfall, am anderen nur 
50mV. Das ist natürlich so nicht gewollt.


--> ist mein Board-Layout zu schlecht, zu unterschiedlich?


(Ringkerntrafo 18V / 110VA) - Auslegung soll also für etwa 5A sein, 
Kühlkörper sind entsprechend groß.


Danke und VG,
Sören

von ArnoR (Gast)


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Sören schrieb:
> Nun wird der rechte 2N3055 deutlich wärmer als der rechte.

Dann bau den rechten aus ;-)

> Bei rd. 2.5A
> / 12V sind es am rechten 0.1R 200mV Spannungsabfall, am anderen nur
> 50mV. Das ist natürlich so nicht gewollt.
>
> --> ist mein Board-Layout zu schlecht, zu unterschiedlich?

Nein, die Stromverteilungswiderstände (0,1R) haben einen zu kleinen 
Wert.

von Sören (Gast)


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Sorry, es muss natürlich heißen der rechte wärmer als der linke, und 
"Schundnetzteil".

von Lurchi (Gast)


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Die Emmiter Widerstände sind mit 0.1 Ohm halt relativ klein. Üblich beim 
2N3055 sind eher 0.22-0.4 Ohm. Mit ein wenig Unsymmetrie muss man halt 
rechnen. Längere dünne Leitungen sind ggf. auch nicht ganz gegen die 0.1 
Ohm zu vernachlässigen.

Ein 110 VA , 18 V trafo liefert rund 5.5 A AC (RMS) Strom. Das gibt nach 
einfachem Gleichrichter und Ladeelko rund 3 A DC Strom. Immerhin bleibt 
die Spannung im Rahmen dessen was der LM723 verträgt. Da helfen auch 
keine großen Kühlkörper.

von (prx) A. K. (prx)


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Sören schrieb:
> Sorry, es muss natürlich heißen der rechte wärmer als der linke

Vielleicht habe ich ja ein falsches Verständnis von links und rechts, 
aber ich sehe da nur ein oben und unten. ;-)

von Hubert G. (hubertg)


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Die Transistoren gemessen?
Die haben große Streuungen in der Verstärkung.

von Sören (Gast)


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A. K. schrieb:
> Vielleicht habe ich ja ein falsches Verständnis von links und rechts,
> aber ich sehe da nur ein oben und unten. ;-)

A.K. - jetzt hast du mich erwischt. Ich habe (noch) keine Eagle 
Vollversion und wollte es auf 60x100 Layouten damit es als 
Doppelnetzteil auf eine Europlatine passt. Daher ist es effektiv um 90° 
gedreht damit die Potis "vorn" sind.

Lurchi schrieb:
> Ein 110 VA , 18 V trafo liefert rund 5.5 A AC (RMS) Strom. Das gibt nach
> einfachem Gleichrichter und Ladeelko rund 3 A DC Strom. Immerhin bleibt
> die Spannung im Rahmen dessen was der LM723 verträgt. Da helfen auch
> keine großen Kühlkörper.

Sollten es nicht rund  6.1A / sqrt(2) sein? Also rund 4.3A? So viel habe 
ich jedenfalls bisher auch  bei 12V entlocken können (Ohmsche Last.)


Auch an alle anderen: Danke! Ich werde die Widerstände durch größere 
Werte ersetzen und anschließend berichten!

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


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Wenn man weder Ube noch dUbe/dT selektieren mag, muss man größere 
Stromverteilungswiderstände vorsehen. Die Auslegung der Widerstände 
hängt dann im Wesentlichen von erwartetem Emitterstrom und 
Temperaturerhöhung-kopplung unter Last ab.

: Bearbeitet durch User
von Mani (Gast)


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Warum gehst du über eine Doppeldiode auf den Ausgang?

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


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Mani schrieb:
> Warum gehst du über eine Doppeldiode auf den Ausgang?

Wird als Überspannungsschutz gedacht sein.

von Lurchi (Gast)


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Wie viel AC RMS wert man für welchen DC Strom benötigt hängt vom Trafo, 
Gleichrichter und den Elkos ab. Da der Strom ohne extra PFC filter eher 
in Pulsen fließt, ist der AC Strom deutlich größer. Oft hat man weniger 
als 70% als DC Strom, eher so 60%, ggf. auch auch weniger als 50% bei 
großen Elkos und niederohmigem Trafo (z.B. Ringkern). Schon die 
Sicherung vor dem Gleichrichter hilft hier ein wenig. Auch ein nicht zu 
großer Elko hilft, kostet aber Spannung.

Kurzeitig (ein paar Minuten) kann der Trafo auch deutlich mehr als den 
Nennstrom liefern, nur wird er dabei langsam wärmer als vorgesehen.

von Mani W. (e-doc)


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Mani schrieb:
> Warum gehst du über eine Doppeldiode auf den Ausgang?

Nur zum Unterschied: Mani W. ist ein Anderer...

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


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Ne' PFC-Drossel wird allerdings ein ziemlicher Eisenklumpen ; nur 
unwesentlich kleiner als der Netztrafo selbst.

von Nils S. (kruemeltee) Benutzerseite


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Marian  . schrieb:
> Wenn man weder Ube noch dUbe/dT selektieren mag, muss man größere
> Stromverteilungswiderstände vorsehen.
> ...
> Temperaturerhöhung-kopplung unter Last ab.

0815-Lastwiderstände aus der Bastelkiste, Elektroschrott haben oft 
erhebliche Abweichungen vom aufgedruckten Wert.
Widerstände auf jeden Fall überprüfen bei solchen Symptomen.

Selektieren mögen ist oft nicht das Problem, oft sind schlicht einfach 
nicht genug/die passenden da.
Eine Kiste voll 3055 habe ich hier, genau aus diesem Grund habe ich die 
mal gesammelt.

Die Widerstände kann man recht einfach koppeln, indem man die mit ein 
bisschen Draht zusammenbindet.

von Sören (Gast)


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Marian  . schrieb:
> Wird als Überspannungsschutz gedacht sein.

Genau. Ist im TO220 praktisch und zielführend - dachte ich zumindest. 
Probleme? :)

"Kurzschlussdiode" kommt fliegend - für die war ohne große 
Layout-Änderungen dann kein Platz.

Zwischenzeitlich habe ich das Problem durch tauschen des heißen 2N3055 
behoben - "selektiert" habe ich in dem Fall einfach mit der 
Finger-Temperatur-Methode. ;)


PS: Dass mir ja niemand das Board oben ätzt - das war mein erstes und 
enthält einen bösen Fehler zwischen bin 4 und 5 am LM723.

von Hp M. (nachtmix)


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Sören schrieb:
> Nun wird der rechte 2N3055 deutlich wärmer als der rechte. Bei rd. 2.5A
> / 12V sind es am rechten 0.1R 200mV Spannungsabfall, am anderen nur
> 50mV.

Das ist evtl. nicht schlimm, solange der Transistor im Teillastbereich 
dabei nicht überlastet wird, und bei Volllast (4A pro Transistor?) der 
Strom wieder gleich verteilt ist.

von M. K. (sylaina)


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Hp M. schrieb:
> Das ist evtl. nicht schlimm, solange der Transistor im Teillastbereich
> dabei nicht überlastet wird, und bei Volllast (4A pro Transistor?) der
> Strom wieder gleich verteilt ist.

Ja, aber BiPos haben die geschickte Eigenschaft mehr Strom leiten zu 
können je heißer sie werden. Wenn man also schon bei 2.5 A eine 
Unsymmetrie hat, warum sollte die bei 4 A weniger werden? Ganz im 
Gegenteil, 4 A ist mehr Strom was mehr Hitze bedeutet -> Das verstärkt 
die Unsymmetrie nur ;)

@Sören: Zur Schaltung wurde ja IMO schon alles nötige gesagt. Zum 
Layout: Überdenke das noch mal. Alleine schon dein Ausgangspad: Da 
schickst du 4 A drüber? Bei einer 35u hohen, 24 mil(?) breiten 
Leiterbahn? Das könnte sich zum Hotspot entwickeln, ich würde die auf 
jeden Fall mindestens so breit machen wie die Leiterbahnen am Emitter 
der BDs

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Michael K. schrieb:
> Wenn man also schon bei 2.5 A eine
> Unsymmetrie hat, warum sollte die bei 4 A weniger werden?

Weil dann schon 400mV an den Emitterwiderständen abfallen und so groß 
wird die Differenz der Ube nicht werden, denn bei höheren Strömen sinkt 
die Stromverstärkung des 2N3055 schon deutlich ab.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Hp M. schrieb:
> Weil dann schon 400mV an den Emitterwiderständen abfallen

Ja, bei einem Emitterwiderstand fällt dann schon rund 400 mV ab, das 
deutet dann darauf hin, dass auch nur einer der beiden BiPos den Strom 
trägt. Das ist ja auch das was Sören schon beobachtet hat bei 2.5 A: Der 
heiße 2N3055 trägt dabei 2 A und der "kalte" 2N3055 nur 500 mA. Bei 
höherem Ausgangsstrom wird sich bei aktuellem Aufbau diese Unsymmetrie 
noch verstärken.

Hp M. schrieb:
> denn bei höheren Strömen sinkt
> die Stromverstärkung des 2N3055 schon deutlich ab.

Und bei höherer Temperatur steigt sie deutlich an wie man an Figure 3 im 
Onsemi Datenblatt nach schaun kann ;)
Ich vermute, dass bei 4A Ausgangsstrom der heiße 2N3055 ~3.3 A tragen 
wird während der kalte 2N3055 nur ~700 mA tragen wird.
Das ist natürlich für einen 2N3055 alles noch kein Problem, 4A sollte 
selbst einer tragen können ohne Schaden zu nehmen. Aber man benutzt ja 
nicht 2 Transistoren weil man sie grade in der Schublade hatte.

von Sören (Gast)


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Hallo,

ich habe mir eure Tipps zu Herzen genommen und bei den unzähligen 
Änderungen am Board viel gelernt - Danke!

Nachdem mir bei Kurzschlüssen immer wieder mal ein "paar" 2N3055 
abgedankt hatten, und das Doppel-Netzteil nicht in das Gehäuse passt, 
habe ich ein neues Board nur für den Steuerteil gemacht, Kondensatoren, 
Gleichrichter und nun 4x TIP3055 (wesentlich weniger Tüdelei und 
Metallbearbeitung als TO-3) geätzt.

Dafür ist eine zuschaltbare Crowbar (Z-Diode und Thyristor) aufs Board 
gewandert, genauso wie ein 7812 für einen evtl. notwendigen Lüfter. Die 
Sicherung hat auch ihren Platz in der Frontplatte gefunden ;)



Eine Frage habe ich aber noch: Ist es der "Second Breakdown" durch den - 
sehr kurz - hohen Kurzschlusstrom an welchem die 2N3055 sterben? 
Kurzzeitig ein sehr hoher Strom bis der LM723 ausgeregelt hat?

Danke und VG,
Sören

von Andrew T. (marsufant)


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Sören schrieb:
> Eine Frage habe ich aber noch: Ist es der "Second Breakdown" durch den -
> sehr kurz - hohen Kurzschlusstrom an welchem die 2N3055 sterben?

Schau mal hier wird's erklärt:

http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/sp958-lide/123-125.pdf

von Lexikon (Gast)


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Das passt aufs Auge, in einer Fremdsprache für einen Anfänger.
"zweiter Durchbruch" eintippen ist viel einfacher

von MaWin (Gast)


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Sören schrieb:
> Ist es der "Second Breakdown" durch den - sehr kurz - hohen
> Kurzschlusstrom an welchem die 2N3055 sterben?

Ja, denn kurzzeitig ist es noch keine Überhitzung des gesamten 
Transistors.

> Kurzzeitig ein sehr hoher
> Strom bis der LM723 ausgeregelt hat?

Nun ja, es gibt ein SOA Diagramm, da musst du drin bleiben.

Michael K. schrieb:
> Das ist natürlich für einen 2N3055 alles noch kein Problem, 4A sollte
> selbst einer tragen können ohne Schaden zu nehmen.

Nö. Du hast den SOA Bereich nicht verstanden.


Bei Kurzschluss ist Spannung * Strom am Transistor am grössten.

von Marian  . (phiarc) Benutzerseite


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Sören schrieb:
> Kurzzeitig ein sehr hoher Strom bis der LM723 ausgeregelt hat?

... und deswegen gehört an Leistungs-Emitterfolger meistens ein 
schneller Kurzschluss-Schutz. Der kostet auch nicht viel, zwei 
Widerstände und ein Transistor ; bei einem LNG mit Shunt im Emitter kann 
man den Shunt dafür mitbenutzen. (Im Prinzip gehts auch mit dem Shunt in 
der Masseleitung so, aber das kommt dann auf die konkrete Schaltung an)

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Sören schrieb:
> und nun 4x TIP3055 (wesentlich weniger Tüdelei und
> Metallbearbeitung als TO-3) geätzt.

Hast Du auch mal die Stromverstärkung dieser Transistoren gemessen? 
Evtl. wird dann einer wärmer davon ...

von Sören (Gast)


Angehängte Dateien:

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oszi40 schrieb:
> Sören schrieb:
>> und nun 4x TIP3055 (wesentlich weniger Tüdelei und
>> Metallbearbeitung als TO-3) geätzt.
>
> Hast Du auch mal die Stromverstärkung dieser Transistoren gemessen?
> Evtl. wird dann einer wärmer davon ...

Das habe ich! Aus 10 Stück konnte man so 4 brauchbare gewinnen. Außerdem 
habe ich die 0.1R durch 0.33R ersetzt.

Danke nochmal an alle!

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