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.
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
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.
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.pdfhttps://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?
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.
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
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
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 :)
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.
;-)
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.
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.
