Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aus / Ein Schalter bei zu niedriger Spannung für ic


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von Sebastian M. (meeresgott)


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Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an einer Schaltung, die bei einer zu geringen Vcc 
Spannung ein Flag auf low setzt bzw. bei einer ausreichenden eins auf 
High setzt.

Hier sind ein paar Grunddaten zur Schaltung
Vcc kann Spannungen im Bereich von 0 - |~9V| annehmen.
En: Wird bei < 0.4V als Low erkannt und bei > 1V als High. Ien ist < 
1mA. Bei einer Spannung > 2V soll Ven > 1V sein und bei einer Spannung 
<= 2V Ven = 0V

Ich habe mich noch nicht für einen speziellen Transistor entschieden 
deshalb konnte ich noch nicht Rb und R1 bestimmen.

Meine erste Frage ist relativ simple: Ist die Schaltung so überhaupt 
möglich? Ich habe bisher nur in der Theorie mit Transistoren gearbeitet 
und sie immer als Verstärker war genommen und auch nie an einer 
Spannungsquelle betrieben die so "launisch" ist. Zudem kann ich mir gut 
vorstellen, dass ein "echter" Transistor es nicht mag einen Geringen 
Strom zu schalten und vielleicht verzieht das Potenziale bei zu wenig 
Strom? Falls es nicht geht gibt es Vielleicht bessere Lösungen die das 
gleiche tun? Und natürlich sollte die Schaltung gehen und es gibt eine 
bessre Lösung wäre es auch toll diese zu wissen :D


Meine zweite Frage ist eigentlich in diesem Thread "beantwortet" 
Beitrag "RIchtigen Transistor bestimmen" ( Richtigen Transistor 
bestimmen). Aber in diesem Fall habe ich kein Ic also eigentlich möchte 
ich ja, dass Ic gegen 0 geht, damit ich keine Energie Verschwende und 
Grad noch so viel Strom fließt, dass mein Ic das Potenzial über R1 noch 
richtig deuten kann. Wie bestimme ich da den besten/ einen geeigneten 
Transistor?

Viele Grüße

von hinz (Gast)


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von Jens G. (jensig)


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Wenn es nichts supergenaues werden soll, bzw. die Schaltschwellen etwas 
fließend sein dürfen, dann würde ich einfach zwei/drei Dioden anstatt Rb 
nehmen, und in den Emitter einen Re einschleifen (vielleicht 1k oder 
so).
R1 sollte dann >> Re sein.
Ist natürlich nix genaues, und natürlich auch temperaturabhängig.
Das ganze ist natürlich nicht von einem richtigen oder falschen 
Transistortypen abhängig - jeder 0815-Kleinleistungstyp sollte dafür ok 
sein (ich habe den Verdacht, Du versuchst schon wieder mit genauen Ube 
bzw. Uce bzw. Uce_sat oder sonstigem zu rechnen, was vollkommener 
Blödsinn ist (das macht man in der Schule, wenn man erstmal ein 
Verständnis für einen Transistor entwickeln will)).

von MaWin (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Ist die Schaltung so überhaupt möglich?

Sie tut nicht, was du willst

Sebastian M. schrieb:
> Bei einer Spannung > 2V soll Ven > 1V sein und bei einer Spannung <= 2V
> Ven = 0V

Sie wird bei einer Vin Spannung unter ca. 0.7V Ven als 0 also low 
liefern und bei einer Spannung von Vin über knapp 0.7V Ven auf fast Vin 
schalten, also high liefern.

Wen du genau bei 2V schalten willst, tut es kein einfacher Transistor, 
aber hinz ICL7665 wäre gut, der hätte sogar eine Hysterese, also z.B. 
einschalten wenn die Spannung über 2V geht, ausschalten erst wenn sie 
unter 1.8V sinkt.

von Theor (Gast)


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Unter der Bezeichnung "Brown-Out-Detection" oder 
"Unterspannungserkennung" o.ä. könntest Du noch mehr Schaltungen finden.

Diese Schaltung von Dir wird bei ca. 0.7V oder sehr wenig darüber, den 
Transistor leiten lassen. Ein Widerstand von der Basis nach Vcc erlaubt 
die die Schwelle zu höheren Spannungen hin zu beeinflussen.
Wenn Du ein Potentiometer (Trimmer) für die beiden Widerstände nimmst, 
kannst Du die "Schwelle" einstellen - sie wird nämlich stark vom 
Exemplar des Transistors abhängen.
Der Transistor sollte eine möglichst hohe Stromverstärkung haben, damit 
er schnell schaltet. Es ist bei dieser Schaltung ohnehin fraglich ob man 
von einer "Schwelle" sprechen kann. Das Ausgangssignal wird relativ 
flach verlaufen.
Ausserdem wird die Schaltschwelle stark von der Temperatur abhängen.
Und noch dazu braucht diese Schaltung vergleichsweise viel Strom.

Für ein Serienprodukt würde man was nehmen, was mit einem Komparator 
arbeitet um die Schaltschwelle präziser und stabil hinzukriegen. 
Allerdings stellt einen die niedrige minimale Spannung da vor Probleme.

Interessant könnte das hier: 
ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc1051.pdf sein. Deine 
Schaltung entspricht, bis auf den fehlenen Widerstand, der Alternative 2 
dort.

Empfehlenswert ist vielleicht auch eine Simulation mit Spice (z.B. 
LTSpice).

von HildeK (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Bei einer Spannung > 2V soll Ven > 1V sein und bei einer Spannung
> <= 2V Ven = 0V

Das ist sowieso nicht sinnvoll. Du solltest mindestens eine Hysterese 
definieren und einen Toleranzbereich. So, wie dein EN-Eingang auch einen 
Bereich definiert hat:
> Wird bei < 0.4V als Low erkannt und bei > 1V als High.
Willst du nur eine kleine Hysterese, dann brauchst du einen Komparator. 
Eigentlich immer bei einer solchen Aufgabe ...

Sebastian M. schrieb:
> Zudem kann ich mir gut
> vorstellen, dass ein "echter" Transistor es nicht mag einen Geringen
> Strom zu schalten

Zwischen seinem Maximalstrom und dem Leckstrom bei 'Aus' kann er jeden 
Strom schalten.

Deine Schaltung im Bild wird irgendwo zwischen 0.5V und 1V (grob) 
langsam umschalten und nicht bei 2V, egal, wie du die Widerstände 
wählst. Ohne mindestens einen zweiten Widerstand zw. B und E gibt es 
keine Schwelle bei 2V. Wobei: eine echte Schwelle gibt es bei dem 
Transistor sowieso nicht, er befindet sich da ja im linearen Bereich.

Sebastian M. schrieb:
> Aber in diesem Fall habe ich kein Ic also eigentlich möchte
> ich ja, dass Ic gegen 0 geht,
Naja, entweder ist der Transistor gesperrt, dann ist Ic fast Null oder 
der T ist leitend, dann hast du einen Strom VCC/R1. Dazu brauchst du 
auch einen Basisstrom.
> damit ich keine Energie Verschwende und
> Grad noch so viel Strom fließt, dass mein Ic das Potenzial über R1 noch
> richtig deuten kann.
Nenn doch mal den Baustein mit dem En-Eingang.

von Sebastian M. (meeresgott)


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Vielen Dank für die Antworten. Ich habe mich gestern dank euren 
Schlagwörtern nochmal richtig einlesen können und auch die Artikel 
gefunden die ich brauche.

So gerne ich auch meine ursprüngliche Idee weiterentwickelt hätte hat 
jens schon auf die richtigen Punkte mit der Temperaturabhängigkeit 
gemacht und Ungenauigkeit gemacht (Und sein Verdacht kann bestätigt 
werden - ich hatte vor wie in der Uni gelernt zu rechnen :D ).

Ich bin auf den Zug von MaWin, hinz und Theor aufgesprungen und habe 
mich letztendlich für dieses Chip entschieden:
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Holtek-Semicon-HT7022A-1_C73720.pdf

Dieser hat den Trigger bei 2.2V hört also ein wenig früher auf als ich 
ursprünglich wollte.


@HildeK du hattest auch vollkommen recht, dass man immer einen 
Toleranzbereich angeben soll.

Liebe Grüße

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