Hallo,
ich habe mir die Basiswiderstandseite auf dieser Seite hier durchgelesen
und meine soweit auch alles verstanden zu haben.
Könntet ihr mir trotzdem die Rechnung verifizieren?
Hier meine Rechnung:
Ich möchte mit einem Transistor BC637 einen 5V 195mA Lüfter schalten.
Mein GPIO Pin liefert 3.3V.
Bei hFE stehen im Datenblatt mehrere Werte. Ich habe 40 genommen.
hFE = 40 / 3.3 = 12.12
Ib = 195mA / 12.12 = 16,09 mA
Rb = (3.3V - 0.7V) / 0,01609 A = 161,62 Ohm
Ist das soweit korrekt?
Also sollte ich einen Basiswiderstand von 150 Ohm verwenden?
Vielen Dank
Hallo Daniel,
kann Dein GPIO-Pin überhaupt die von Dir errechneten 16 mA treiben?
Wenn nicht muss da erstmal eine Treiberstufe dazwischen oder Du nimmst
einen Logic Level MOSFET, welcher Deinen GPIO nicht so belastet.
Um mal konstruktiver zu sein:
Schau Dir mal im Onsemi-Datenblatt zum BC637 auf S.3 das zweite Diagramm
an: Bei 150mA Kollektorstrom kannst Du demnach mit einem hfe von mind.
100 rechnen, also wird weniger Basisstrom benötigt und Dein Widerstand
kann entsprechend größer werden.
Besser wäre es vielleicht, eine Darlington-Stufe zu wählen oder gleich
mit einem MOSFET leistungslos schalten.
Gruß... Bert
Max M. schrieb:>> hFE = 40 / 3.3 = 12.12> [...]> Versteh ich nicht.
Stimmt, das ist kompletter Blödsinn. Wo soll die 3,3 herkommen?
Ich komme auf ~490 Ohm bei hFe von 40, und weil der ja eher hFE >= 100
hat kannste da einfach einen 1k Widerstand nehmen, den hat man
eigentlich immer irgendwo rumfliegen.
Haloo,
bei mir wäre:
Ic 195mA / hFE 40 = Ib 4,875mA
Rb = (Uio 3,3V - Ube 0,7V) / Ib 4,875 = 533,3Ohm -> 560 Ohm (Normwert).
Seine Rechnung verstehe ich nicht so ganz.
Gruß aus Berlin
Michael
Jim M. schrieb:> Max M. schrieb:>>> hFE = 40 / 3.3 = 12.12>> [...]>> Versteh ich nicht.>> Stimmt, das ist kompletter Blödsinn. Wo soll die 3,3> herkommen?
Und täglich grüßt das Murmeltier...
Das hFE musst du nicht durch 3.3 teilen.
Und wieso nimmst du genau 40?
Die Verstärkung hängt vom Ausgangsstrom ab, entsprechend diesem solltest
du den Wert wählen.
Oder wirklich gleich Mosfet...
Michael U. schrieb:> Seine Rechnung verstehe ich nicht so ganz.
Seit 10 Jahren hier angemeldet, und noch nie die
Seite "Bipolartransistor / Basiswiderstand berechnen"
hier im Wiki besucht?
Der TO hat (korrekt) die garantierte Mindestverstärkung
von 40 aus dem DaBla ermittelt und (korrekt) durch einen
Übersteuerungsfaktor (hier: 3.3) für den Schaltbetrieb
dividiert.
Michael U. schrieb:> Seine Rechnung verstehe ich nicht so ganz.Max M. schrieb:> Versteh ich nicht.Jim M. schrieb:> Stimmt, das ist kompletter Blödsinn. Wo soll die 3,3 herkommen?
Annahme der Sättigung im Schaltbetrieb. Ob 3, 5, 10 oder eben 3.3 ist
relativ nebensächlich.
Sein Fehler war nur die Annahme eines zu geringen hfe-Werts.
Markus E. schrieb:> Das hFE musst du nicht durch 3.3 teilen.
Nein, muss er nicht.
Es ist aber sinnvoll, den Schalterbetrieb mit einem
passenden Übersteuerungsfaktor zu dimensionieren.
(Man könnte den Faktor allerdings im konkreten Falle
niedriger wählen.)
> Und wieso nimmst du genau 40?
Weil das als garantierter Mindestwert für hfe (bei
Ic = 150mA) im DaBla steht.
Ist das WIRKLICH so kompliziert?
John D. schrieb:> Sein Fehler war nur die Annahme eines zu geringen hfe-Werts.
Kannst Du das genauer erklären?
Seit wann ist es ein Fehler, mit dem Wert als garantiertem
Mindestwert zu rechnen, der als garantierter Mindestwert
im DaBla steht?
Das ist nicht nur kein Fehler, das ist sogar die einzig
korrekte Art, die Stufe zu dimensionieren.
Possetitjel schrieb:> John D. schrieb:>>> Sein Fehler war nur die Annahme eines zu geringen hfe-Werts.>> Kannst Du das genauer erklären?
OK, ich gebe zu, ich hatte nicht ins DB geschaut und höhere Min.-Werte
im konkreten Anwendungsfall erwartet.
Der TO hat aber tatsächlich den korrekten Wert bei Ic=150mA
herausgesucht und damit stimmt seine Rechnung komplett.
Hallo,
Possetitjel schrieb:> Der TO hat (korrekt) die garantierte Mindestverstärkung> von 40 aus dem DaBla ermittelt und (korrekt) durch einen> Übersteuerungsfaktor (hier: 3.3) für den Schaltbetrieb> dividiert.
ich sollte so nebenbei eben nicht posten...
Andererseits sind mir wohl schon zu lange keine
Kleinleistungstransistoren mit hFE 40 in meinen Vorräten begegnet und
"gefühlt" hätte ich ohne zu rechnen 470Ohm genommen, damit wäre der
Strom ca. 5mA und hätte im Datenblatt des treibenden IC noch geschaut,
ob der bei H den Strom treibt und wie dessen Spannung da wäre.
So war mein Post wirklich nicht so sonderlich zielführend.
Gruß aus Berlin
Michael
Daniel schrieb:> [...]> Ist das soweit korrekt?
Soweit ich auf die Schnelle sehe: Ja.
> Also sollte ich einen Basiswiderstand von 150 Ohm> verwenden?
Naja, es wurde schon gesagt: Möglicherweise liefert
Dein I/O-Pin keine 16mA.
Du siehst hier den Hauptnachteil der Bipolartransistoren:
Im schlechtesten Fall braucht man ziemlich viel Basis-
strom.
Mögliche Abhilfen:
1. Falls es um ein Einzelstück geht: Verwendetes Exemplar
vorher ausmessen und Basiswiderstand anpassen (machbar,
aber bei fälligen Reparaturen unschön).
2. Höhere Stromverstärkungsgruppe wählen -- da stellt
sich aber das Beschaffungsproblem.
3. Treiberstufe einsetzen (würde ich vermutlich machen)
4. Besseren Bipolartransistor wählen (Zetex baut sehr
gute Schalttransistoren --> Beschaffbarkeit fraglich).
5. FET einsetzen.
Simon G. schrieb:> kann Dein GPIO-Pin überhaupt die von Dir errechneten 16 mA treiben?
Und wenn er es kann: erreicht er dann noch die angenommenen 3,3V?
Man sieht: das Thema ist beliebig komplex. Dagegen wurden Mosfet
erfunden... ;-)
Bert 0. schrieb:> Besser wäre es vielleicht, eine Darlington-Stufe zu wählen
Würde theoretisch funktionieren, aber Leistungsbetrachtung nicht
vergessen:
Lt. Diagramm Datenblatt bleibt bei einem Strom von ca. 200mA eine
Uc_rest von 3V stehen !!! (plus das, was der treibende Transistor
benötigt).
Erstens fehlen diese 3V dem Lüfter und zweitens hätte der BC637 bei Ic =
195mA eine Verlustleistung von:
P= Uce_rest * Ic = 3V * 0,195A = 0,585W
Das ist für ein TO220 Gehäuse schon nicht nur etwas, sondern eine Menge.
Thermischer Widerstand des BC637 sind 200 Kelvin/Watt
Das heißt, hier würde sich der Transistor um ca. 117 Grad erwärmen, bei
einer angenommenen Umgebungstemperatur von 25 Grad ist der Transistor
dann 142 Grad heiß.
Da allerdings hier die Uce_rest nicht zu vernachlässigen ist und die
reduzierte Spannung am Lüfter einen kleineren Strom zur Folge hat
(insbesondere weil es wie angegeben ein 5V Lüfter ist) ist die
Verlustleistung auch nicht so hoch wie errechnet.
Welche Spannung am Lüfter sich einstellen wird und welcher Ic sich
daraus ergibt, hängt vom Lüfter ab. In jedem Fall aber wird der Lüfter
sich NICHT mit voller Leistung drehen.
JJ
PS: im Übrigen Freilaufdiode über dem Lüfter nicht vergessen.
PS_PS:
Elektronik geschieht frei nach dem Motto: I wanna have maximum smoke
Ralph S. schrieb:> Lt. Diagramm Datenblatt bleibt bei einem Strom von> ca. 200mA eine Uc_rest von 3V stehen !!!
Leute...
Das ist das falsche Diagramm. Im SOAR-Diagramm kannst
Du die Restspannung nicht erkennen, sondern nur die
zulässige Verlustleistung. Die ist offensichtlich
3V * 200mA = 600mW, was für TO-92 ungefähr hinkommt.
Die Restspannung liegt lt. Fairchild-DaBla bei 0.5V,
gemessen bei 500mA. Bei 200mA wird das deutlich
weniger sein; vielleicht 0.35V.
Lothar M. schrieb:> Man sieht: das Thema ist beliebig komplex.
Ja, ich habe mich auch gewundert ...
Ohne Possetitjel wäre das sogar löschreif geworden, weil einfach zu viel
falsches drin steht.
