Hallo, kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Also dass er nicht thermisch wegläuft, sondern zu einer festen Temperatur "hinläuft". Der Transistor wäre dann sozusagen Temperaturfühler und Heizelement in einem Bauteil. Die Frage ist eher denksportlicher Natur - nützlich könnte so etwas trotzdem sein, um Bauteile mit ungewollter Temperaturdrift auf einfache Weise zu temperieren.
Wenn Du einen Parameter findest, der unabhängig von Exemplarstreuungen ist, dann lohnt es sich darüber weiter nachzudenken.
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Interessante Denksportaufgabe :-) Theoretisch könnte das ganz grob funktionieren mit C+B korzgeschlossen (als diode beschaltet). Die Regelsteilheit dürfte aber so schwach sein, daß das nur eine schwache Nachstellung ist.
Natürlich kann man das. Ob der Aufwand dann in irgendeinem darstellbaren Verhältniss zum Nutzen steht ist aber mehr als zweifelhaft. Die Idee steckt so voller Denkfehler, das ich da nicht weiter drauf eingehen möchte.
FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Dafuer nimmt man doch besser ein PTC ? Fest spannung drauf, bei niedrige Temperatur=niedriege Widerstand. Bei eine bestimmte temperatur wird Widerstand groesser. Die bekommt man fuer verschiedene temperaturen. Und wenn man eine oberflache heizen woll, nimmt man mehrere PTCs. Oder sogar SMD PTCs auf eine Platine. Patrick
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FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Sieh dir einen JFET oder MosFET an; der "kann" das annähernd.
Bei einem einzelnen Transistor sehe ich da wenig Chancen. Was früher häufiger gemacht wurde, ist ein Array (z.B. CA3046/LM3046) zu benutzen mit einem Transistor als Heizelement und einem anderen als Sensor. http://electronotes.netfirms.com/s019.pdf (Fig. 6) Aber dazu werden natürlich weitere Bauelemente benötigt.
Transistor als Konstanttemperaturquelle. Hat was.
Hallo FrankR, ist möglich und auch nicht besonders kompliziert. Die Basis-Emitterstrecke eines Transistors ist eine Diode und die Flußspannung einer Diode ist Temperaturabhängig. Die absolute Flußspannung ist Exemplarabhängig, aber die Temperaturdrift ist vom Material abhängig (bei Silizium -2mV/°C) und damit bei allen Exemplaren gleichen Materials gleich. Die Exemplarstreuungen und die gewünschte Temperatur (-50°C bis +150°C) lassen sich abgleichen. Mit ein wenig Elektronik (Operationsverstärker) lässt sich ein Regelkreis aufbauen, welcher die Kollektor-Emitterstrecke als Heizelement und die Basis-Emitterstrecke als Sensor verwendet. Wir haben dies zur Heizungsregelung von Kartenleseschächten im Aussenbereich genutzt, um sie vor Frost und Kondenswasser zu schützen. Gruss Tom
Danke für die Resonanz! Martin L. schrieb: > Transistor als Konstanttemperaturquelle. Hat was. Konstanttemperaturquelle Sehr coole Wortschöpfung :))) Patrick C. schrieb: > Dafuer nimmt man doch besser ein PTC ? Interessanter Ansatz! Wenn man einen PTC mit konstanter Spannung befeuert, nimmt er abhängig von der angelegten Spannung eine konstante Temperatur ein oder wie? Peter D. schrieb: > Z.B.: > https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/LTZ1000.pdf https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/LTZ1000.pdf Wie funktioniert das mit der Zenerdiode? TomA schrieb: > Mit ein wenig Elektronik (Operationsverstärker) lässt sich ein > Regelkreis aufbauen, welcher die Kollektor-Emitterstrecke als > Heizelement und die Basis-Emitterstrecke als Sensor verwendet. Arbeitet der OP dabei als Komparator? So ganz kann ich mir den Schaltungsaufbau noch nicht vorstellen. Kommen sich die beiden Strecken dabei nicht ins Gehege? Michael M. schrieb: > Sieh dir einen JFET oder MosFET an; der "kann" das annähernd. Kannst du (oder jemand anderes) das näher erläutern? Warum wäre hier ein jFET oder ein MOSFET einem BiPo überlegen?
Eigentlich müsste B ( und vielleicht auch C) an 0.8V schon genügen. Oder?
Moin, Oliver R. schrieb: > Bei einem einzelnen Transistor sehe ich da wenig Chancen. Was > früher > häufiger gemacht wurde, ist ein Array (z.B. CA3046/LM3046) zu benutzen > mit einem Transistor als Heizelement und einem anderen als Sensor. > > http://electronotes.netfirms.com/s019.pdf (Fig. 6) > > Aber dazu werden natürlich weitere Bauelemente benötigt. Ich mein' schon, dass ich mal in irgendeinem Schinken aus der DDR eine Trickschaltung fuer so eine Transistorarraytemperaturregelung mit nur einem Transistor gesehen hab'... Gruss WK
FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Selbstverständlich kann man das machen. > Der Transistor wäre dann sozusagen Temperaturfühler und Heizelement in > einem Bauteil. Ja. U_be dient als Maß für die Temperatur. U_ce · Ic heizt. > Die Frage ist eher denksportlicher Natur - nützlich könnte so etwas > trotzdem sein, um Bauteile mit ungewollter Temperaturdrift auf einfache > Weise zu temperieren. So wird das auch verwendet. Allerdings kann der Transistor dann nichts anderes mehr machen. Und auch Heizung und Tmperaturfühler trennt man wohl besser. Sieht man manchmal als Thermostatierung eines Transistor- Arrays, z.B. in Analogsynthesizern. Auch der LM723 wurde gerne so thermostatiert. Dergute W. schrieb: > Ich mein' schon, dass ich mal in irgendeinem Schinken aus der DDR eine > Trickschaltung fuer so eine Transistorarraytemperaturregelung mit nur > einem Transistor gesehen hab'... Harro Kühne, "Schaltungspraxis für Meßgeräte", 5.2 Spotheizer? Verwendet einen SD335 als Heizer + Temperaturfühler. In Verbindung mit einem MAA723 zur Regelung.
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Dergute W. schrieb: > Ich mein' schon, dass ich mal in irgendeinem Schinken aus der DDR eine > Trickschaltung fuer so eine Transistorarraytemperaturregelung mit nur > einem Transistor gesehen hab'... Die Schaltung würde ich gerne sehen :) VG Einfux schrieb: > Eigentlich müsste B ( und vielleicht auch C) an 0.8V schon genügen. > Oder? Gute Idee! Oder 10x 1N4148 in Reihe bei 8,0V.
Ein Transistor? Nein! Noch nicht mal, wenn es um die eigene Befindlichkeit geht. Denn nicht nur die "allgemeine" Streuung ist nicht beherrschbar, sondern die Betriebsparameter haben noch ein Wörtchen mitzureden. Und last but not least, müsste das Teil auch seine Umgebung - hier hauptsächlich die Temperatur - beeinflussen können. Ich gehe mal davon aus, dass ein Transistor, der nichts anderes zu tun hat als sich selber, auf einer bestimmten Temperatur zu halten, ziemlich sinnfreist. Vor allem, da die Wärmeabfuhr ja auch konstant sein müsste und im Notfall auch noch Kühlen angesagt währe.
Mit einem Transistor geht es nicht, da kann man nur einen thermischen Kurzschluss produzieren (Strom und Temperatur schaukeln sich auf bis zur Zerstörung des Transistors). Man braucht in jedem Fall eine Regelung des Transistors. Aber so sinnfrei wie Sebastian tönt ist es auch nicht. Man kann damit einen Transistor auf eine bestimmte Temperatur regeln und halten. Nutzt man dafür einen der Transistoren eines Dualtransistors, befindet sich der Zweite automatisch auf der gleichen Temperatur und ist damit temperaturstabilisiert. Gruß Tom
FrankR schrieb: > Michael M. schrieb: >> Sieh dir einen JFET oder MosFET an; der "kann" das annähernd. > > Kannst du (oder jemand anderes) das näher erläutern? Warum wäre hier ein > jFET oder ein MOSFET einem BiPo überlegen? Der FET allgemein bietet dir (bis zu einem gewissen Grad) einen positiven TK des R-DSon, im Gegensatz zum BJT, der thermisch "wegläuft". Je höher die Temperatur, desto größer wird R-DSon und begrenzt so I-D. Ein schönes Experimentierfeld.... :-)
FrankR schrieb: > Interessanter Ansatz! Wenn man einen PTC mit konstanter Spannung > befeuert, nimmt er abhängig von der angelegten Spannung eine konstante > Temperatur ein oder wie? Im Prinzip stimmt das. Aber etwas rechnen muss man trotzdem noch. Ein PTC hat beim Überschreiten einer individuellen "Sprungtemperatur" einen sehr starken Anstieg des Widerstandes. Bei einer angelegten festen Spannung sinkt damit der aufgenommene Strom und somit auch die Verlustleistung. Üblich sind PTCs mit Sprungtemperaturen zwischen 40°C und 80°C. Man muss jetzt den PTC so auswählen, dass er bei seinem Kaltwiderstand mit der geplanten Spannung eine Heizleistung hat, die zum Erreichen der Sprungtemperatur mit wenig (!!) Reserve ausreicht. Dieser wird sich und das, was er heizen soll, relativ schnell in den Bereich der Sprungtemperatur bringen. Dann wird die Temperatur zunehmend langsamer steigen, da die Heizleistung durch den Anstieg des Widerstandes abnimmt, bis sie einen Endwert erreicht. Aber: Dieser "Selbstregler" regelt bei Änderung der Umgebungstemperatur nicht genau auf den Endwert, sondern behält eine gewisse Ablage (ähnlich einem Proportionalregler ohne I- und D-Anteil). Verwendet werden kann das um ein Display zu heizen, damit die Anzeige bei sehr tiefen Temperaturen nicht zu träge und kontrastschwach wird. Da würde man PTCs mit einer Sprungtemperatur von etwa 20°C benötigen, die aber recht selten sind. Welchen Widerstandswert man benötigt, hängt von der Betriebsspannung, der beheizbaren Fläche und deren Wärmeübergang an die Umgebung ab. Da muss man wieder rechnen....
FrankR schrieb: > Die Schaltung würde ich gerne sehen :) > VG Soweit ich mich erinnere, war der Fühler/Heizertransistor eine Konstantstromquelle, damit war der Basis- und Kollektorstrom konstant und die Temperatur zuverlässig über die Ube messbar. die Heizleistung wurde dann von außen über die Kollektorspannung bestimmt.
SCNR FrankR schrieb: >z.B. einen BiPo wie den BC547 Body Celsionator 547 :D > Die Frage ist eher denksportlicher Natur - nützlich könnte so etwas > trotzdem sein, um Bauteile mit ungewollter Temperaturdrift auf einfache > Weise zu temperieren. Gibts schon! Nennt sich eierlegende Wollmilchsau, deren Körpertemperatur beträgt gesunde 39,5 °C, suche mal nach elwms395. Das beste an so einer sparsamen elwms395: die frisst null Strom :D /SCNR
FrankR schrieb: >> Dafuer nimmt man doch besser ein PTC ? > > Interessanter Ansatz! Wenn man einen PTC mit konstanter Spannung > befeuert, nimmt er abhängig von der angelegten Spannung eine konstante > Temperatur ein oder wie? Nein, die angelegten Spannung bestimmt wie schnell die temperatur erreicht wird. Die set-temperatur wird bestimmt durch ptc typ. Such mal auf dem internet nach "PTC heaters". Die gibt es in verschiedene groessen. Hat auch nachteile so wie - Die Temperatur ist nicht einstellbar - Nicht ganz genau Aber in viele Anwendungen funktioniert es gut Genug. Patrick aus die Niederlaende
FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Sicherlich. Es gibt z.B. Schaltvorschläge, den Chip des 723 auf konstante Temperatur zu beheizen um so die dort verbaute Z-Diode als Referenzelement zu benutzen.
Hallo FrankR. Die originale Schaltung kann und will ich hier nicht veröffentlichen, sie gehört der Firma und ich habe das zu respektieren. Sie kommt mit einem OP als Regler aus. Eine Suche im Netz hat diese kleine Schaltung geliefert. Sie arbeitet mit einem Mikrocontroller, zeigt aber schön das Prinzip: https://www.elektronik-labor.de/AVR/HotSpot.html Gruss Tom
Michael M. schrieb: > z.B. einen BiPo Hast du schon mal an einen BJT gedacht? Zyklisch BE-Diode als Temperatursensor und Heizen per PWM mit entsprechender Beschaltung/Steuerung
my2ct schrieb: > Michael M. schrieb: >> z.B. einen BiPo Das habe ich nicht geschrieben; bitte dringend Zitieren üben!
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Moin, Axel S. schrieb: > Harro Kühne, "Schaltungspraxis für Meßgeräte", 5.2 Spotheizer? > > Verwendet einen SD335 als Heizer + Temperaturfühler. In Verbindung mit > einem MAA723 zur Regelung. Fast :-) "Mikroelektronik in der Amateurpraxis", 2.Auflage; Kap. 3.2.3: Regelschaltungen zur Stabilisierung der Chiptemperatur monolithisch integrierter Transistor-Arrays: Schaltung in Bild 3.33 hat zwar 2 Transistoren auf dem Array zum heizen, aber wohl nur wegen der (doppelten) Leistung. Lt. Text gehts auch mit Einem, und - oh Wunder - braucht neben dem einzelnen Heiz/Fuehltransistor einen MAA723 fuer die Regelei :-) Wird wohl ziemlich eng mit der Spotheizerschaltung verwandt sein. Gruss WK
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Habe noch etwas im Netz gesucht und nichts brauchbares gefunden, deshalb im Anhang die Prinzipschaltung als Simulation. Im Diagramm ist zu erkennen, dass der Strom (und damit die Leistung) mit zunehmender Temperatur abnimmt. Im Transistor wird sich eine Temperatur einstellen, die durch die Referenzspannung von V2 vorgegeben wird. Das Schaltbild zeigt nur das Funktionsprinzip, die Bauteilewerte sind willkürlich gewählt und die Schaltung ist ein nicht invertierender Verstärker und kein Regler. Aber zum Verstehen wie es funktioniert, sollte es genügen Gruss Tom
Dergute W. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Harro Kühne, "Schaltungspraxis für Meßgeräte", 5.2 Spotheizer? >> >> Verwendet einen SD335 als Heizer + Temperaturfühler. In Verbindung mit >> einem MAA723 zur Regelung. > > Fast :-) > "Mikroelektronik in der Amateurpraxis", 2.Auflage; Kap. 3.2.3: > Regelschaltungen zur Stabilisierung der Chiptemperatur monolithisch > integrierter Transistor-Arrays: Schaltung in Bild 3.33 hat zwar 2 > Transistoren auf dem Array zum heizen, aber wohl nur wegen der > (doppelten) Leistung. > Lt. Text gehts auch mit Einem, und - oh Wunder - braucht neben dem > einzelnen Heiz/Fuehltransistor einen MAA723 fuer die Regelei :-) Kein Wunder, schau mal wer Kapitel 3 geschrieben hat :)
Axel S. schrieb: > Kein Wunder, schau mal wer Kapitel 3 geschrieben hat :) Neiin! Doch!! Ohhh!!! :-) Gruss WK
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20210701_191418.jpg
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FrankR schrieb: > Kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? Bei dieser Schaltung ist, aufgrund der starken Gegenkopplung, die Bauteilestreuung und Verstärkung des Transistors sogar egal. Mit Trimmer 1 wird die Grundtemperatur von z.B. 40°C eingestellt und mit Trimmer 2 der Grad der Regelverstärkung.
Patrick C. schrieb: > FrankR schrieb: >>> Dafuer nimmt man doch besser ein PTC ? >> >> Interessanter Ansatz! Wenn man einen PTC mit konstanter Spannung >> befeuert, nimmt er abhängig von der angelegten Spannung eine konstante >> Temperatur ein oder wie? > > Nein, die angelegten Spannung bestimmt wie schnell die temperatur > erreicht wird. Die set-temperatur wird bestimmt durch ptc typ. Such mal > auf dem internet nach "PTC heaters". Die gibt es in verschiedene > groessen. Befindet sich z.B. als Heizer in Heisskleberpistolen.
FrankR schrieb: > Der Transistor wäre dann sozusagen Temperaturfühler und Heizelement in > einem Bauteil. An die ganzen Schaltplanposter hier möchte ich nochmal darauf hinweisen. ;-)
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Warum nicht nach Stand der Technik? https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/pwm-fan-universelle-pwm-regelung/
Angehängte Dateien:
FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? > > Also dass er nicht thermisch wegläuft, sondern zu einer festen > Temperatur "hinläuft". > > Der Transistor wäre dann sozusagen Temperaturfühler und Heizelement in > einem Bauteil. Im Anhang mal ein einfacher Vorschlag dazu. Der npn-Transistor ist wie gewünscht sowohl Temperaturfühler wie auch Heizelement. In der Simulation wurde nur die Temperatur des npn geändert, alle anderen Teile haben konstante Temperatur. Man sieht, daß die Leistung am npn mit steigender Temperatur stark abnimmt und so einer äußeren Erwärmung entgegenwirkt. Bei passender Dimensionierung sollte sich eine Stabilisierung der npn-Temperatur einstellen.
Es gab mal die übertemperaturgeschützten "LM195/LM295/LM395 power transistors", aber das war eigentlich ein IC. Elektor hat damit einen Thermostatofen gebaut. http://bitsavers.org/components/national/_dataBooks/1975_National_Linear_Integrated_Circuits.pdf ab S. 618 Den gibts ja immer noch, mittlerweile bleifrei: https://www.ti.com/product/LM395
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FrankR schrieb: > kann man einen Transistor (z.B. einen BiPo wie den BC547) so beschalten, > dass er sich selbständig auf eine bestimmte Temperatur einregelt? > > Also dass er nicht thermisch wegläuft, sondern zu einer festen > Temperatur "hinläuft". Jeder sinnvolle Transistorverstärker (auch mit einem Einzeltransistor) funktioniert doch genau so? Temp steigt => U_BE sinkt mit -2mV/K => Ic steigt => Rückkopplung über Re oder Rb => U_BE sinkt => Ic sinkt ... Ein einfacher Transistorverstärker mit einem Transistor hat typisch Gain=10 von 20 Hz - 1 Mhz und die Änderung des Kollektorstroms ist kleiner als 1% von -25 bis 75 Grad.
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