Wie funktioniert diese Schaltung? NiMh Ladeschaltung mit Transistor

[Tobias H. (tobivanhernobi)]

Hallo,

in einem etwas älteren LED-Teelicht fand ich diese Schaltung, die ich 
leider nicht verstehe. Akku ist eine 2,4 V NiMh Säule, Transistor trägt 
die Aufschrift J3Y und ist damit ein NPN.
Die +5V zum Laden kommen aus der Ladeschale, in die man das Teelicht 
komplett reinsteckt.
Ich würde mich freuen, wenn mir jemand erklären könnte, wie diese 
Schaltung funktioniert. Vielen Dank!

Edit: Foto ergänzt. + und - kennzeichnen die Stelle, wo der Akku 
angelötet ist.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Da der Emitter immer ein höheres Potenzial hat, als die Basis 
funktioniert diese Schaltung nicht.

[H. H. (hhinz)]

Zeig die Platine.

[Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)]

Das kann eigentlich nur ein PNP sein, dennoch ergibt die Schaltung für 
mich wenig Sinn.

[Michael B. (laberkopp)]

Tobias H. schrieb:
> wenn mir jemand erklären könnte, wie diese Schaltung funktioniert

So, dass sie möglichst schnell den Akku ruiniert.

Es ist ein Spannungsregler auf 2.45V, 1.225V/Zelle.

Damit wird ein NiMH zwar erstmal kaum halb voll aber auf Dauer dann 
gnadenlos überladen, aber der Kunde soll nächstes Weihnachten ja die 
nächste Kerzenlampe kaufen.

Der Transistor arbeitet im Reverse-Betrieb mit C und E vertauscht. Im 
Prinzip arbeitet er damit als Transistor, aber mit mieser 
Stromverstärkung.
Dadurch dient die Quellimpedanz des Spannungsteilers zusammen mit der 
Stromverstärkung als Strombegrenzung.

Wenn es also Scheisse billig sein muss und ruck zuck kaputt gehen darf, 
baut man das so. Sonst nicht.

[Jan S. (Firma: Eigenbau) (vox_equus)]

Ein Foto von der anderen Platinenseite wäre vielleicht hilfreich.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Michael M. schrieb:
> Da der Emitter immer ein höheres Potenzial hat, als die Basis
> funktioniert diese Schaltung nicht.

Wenn der Transistor ein PNP ist, funktioniert das schon.

[H. H. (hhinz)]

Axel S. schrieb:
> Wenn der Transistor ein PNP ist,

Ist er nicht.

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

H. H. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wenn der Transistor ein PNP ist,
>
> Ist er nicht.

Und du bist dir so sicher weil?

[H. H. (hhinz)]

Ron-Hardy G. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Axel S. schrieb:
>>> Wenn der Transistor ein PNP ist,
>>
>> Ist er nicht.
>
> Und du bist dir so sicher weil?

J3Y

[Jens G. (jensig)]

Der T ist falsch rum eingezeichnet (E-C vertauscht).
Und würde der TO die Schaltung nach den üblichen Gepflogenheiten 
zeichnen (z.B. Plus oben, Minus/Masse unten), würde ihm dieser Blödsinn 
auch rel. schnell auffallen.
Letztendlich ist das ein simpler Spannungsteiler mit Emitterfolger zur 
"Stabilisierung" der Akkuspannung.

[Michael B. (laberkopp)]

Jens G. schrieb:
> Der T ist falsch rum eingezeichnet

Du hast dir die Platine angesehen ?

Warum nicht ?

[Jens G. (jensig)]

Michael B. schrieb:
> Jens G. schrieb:
>> Der T ist falsch rum eingezeichnet
>
> Du hast dir die Platine angesehen ?
>
> Warum nicht ?

Doch, hatte ich. Hatte aber offensichtlich Akku- und 
Versorgungsspannungsanschlüsse verwechselt. Also könnt ihr erstmal 
ignorieren ...

[Tobias H. (tobivanhernobi)]

Michael B. schrieb:
> Tobias H. schrieb:
>> wenn mir jemand erklären könnte, wie diese Schaltung funktioniert
>
> So, dass sie möglichst schnell den Akku ruiniert.
>
> Es ist ein Spannungsregler auf 2.45V, 1.225V/Zelle.
>
> Damit wird ein NiMH zwar erstmal kaum halb voll aber auf Dauer dann
> gnadenlos überladen, aber der Kunde soll nächstes Weihnachten ja die
> nächste Kerzenlampe kaufen.
>
> Der Transistor arbeitet im Reverse-Betrieb mit C und E vertauscht. Im
> Prinzip arbeitet er damit als Transistor, aber mit mieser
> Stromverstärkung.
> Dadurch dient die Quellimpedanz des Spannungsteilers zusammen mit der
> Stromverstärkung als Strombegrenzung.
>
> Wenn es also Scheisse billig sein muss und ruck zuck kaputt gehen darf,
> baut man das so. Sonst nicht.

Vielen Dank, Michael, das hört sich stimmig an. Inversbetrieb bei 
Transistoren war mir noch nicht bekannt.
Recht viel schlimmer wäre es für den Akku dann wohl auch nicht, wenn man 
einfach direkt die Spannung und einen Widerstand anschließt :-)

[Karl B. (gustav)]

SCNR:
Kommt mir irgendwie bekannt vor.
(Muss natürlich statt -14V  0V heißen.)

ciao
gustav

[Peter D. (peda)]

Michael B. schrieb:
> Im
> Prinzip arbeitet er damit als Transistor, aber mit mieser
> Stromverstärkung.

Und genau das wird hier ausgenutzt, er arbeitet quasi als schwache 
Konstantstromquelle.

[Torsten B. (butterbrotstern)]

> SCNR: Kommt mir irgendwie bekannt vor.
Ist Dir klar, dass es sich um eine komplett andere Schaltung handelt?
Der Transistor steuert nur die LED an als Lade-Indikator.
Der Akku wird über konstanten Widerstand dauer-gequält.

[Karl B. (gustav)]

Torsten B. schrieb:
> Der Transistor steuert nur die LED an als Lade-Indikator.
> Der Akku wird über konstanten Widerstand dauer-gequält.

Solche Schaltungen findet man zum Beispiel im Originallader von 
Kennwood.
Dazu ist es noch für das Original Akkupack.
Man kann aber drei Mignonzellen separat einsetzen dafür. Und auch 
entsprechend jede einzelne Zelle im passenden Ladegerät laden.
So mache ich das jetzt und lasse den Originallader außen vor.
Ist zwar unbequem, weil man sonst das ganze Funkgerät in die 
Lader-Vorrichtung stecken konnte, die Kontaktierung war außen ja 
vorhanden.
So muss ich dann das Gerät aufmachen und die Akkus einzeln entnehmen.

Und um etwas zur oben angegebenen Schaltung im ersten Post des TO zu 
sagen.
Vielleicht baue ich sie mal auf. Und dann sehe ich ja, wie und ob sie 
überhaupt funktioniert oder "garkeinen Hugo" hat.
J3Y ist mir als Transistor jedenfalls noch nicht über den Weg gelaufen.
Welchen BCxxx soll ich als Äquivalenttyp dafür nehmen, was schlagt Ihr 
vor?
Freue mich schon auf Eure zahlreichen Vorschläge.
Lötkolben wird schon angeheizt. GGG

ciao
gustav

[Wastl (hartundweichware)]

Karl B. schrieb:
> Freue mich schon auf Eure zahlreichen Vorschläge.

Nimm lieber deine eigene vorgeschlagene Schaltung. Die wird
dir viel mehr "Freude" bereiten.

[H. H. (hhinz)]

Karl B. schrieb:
> J3Y ist mir als Transistor jedenfalls noch nicht über den Weg gelaufen.

Ist ja auch nur das Marking eines S8050.


> Welchen BCxxx soll ich als Äquivalenttyp dafür nehmen, was schlagt Ihr
> vor?

Leider ohne Schraubklemmen: BC337-25.

[Jan S. (Firma: Eigenbau) (vox_equus)]

Wastl schrieb:
> Nimm lieber deine eigene vorgeschlagene Schaltung. Die wird
> dir viel mehr "Freude" bereiten.

Ach, wieder mal so eine joviale, selbstgefällige Antwort.

P.S. Mich jedenfalls, interessiert das Ergebnis von Karl B., wenn er es 
denn auch veröffentlicht

[Karl B. (gustav)]

Jan S. schrieb:
> P.S. Mich jedenfalls, interessiert das Ergebnis von Karl B., wenn er es
> denn auch veröffentlicht

Yep.
Größtes Problem waren die nicht mehr lötbaren Lötfahnen der 
Batteriehalter.
Hab andere genommen, die sich noch löten ließen.
Transistor wird mäßig warm.
Und es ist nicht der 40 mit der höchsten Stromverstärkung sondern der 
von
@Hinz emnpfohlene 25-er genommen worden.
Als LED eine 8015, keine Lowcurrent.
Ladegerät ein Linearnetzteil zum Laden vom Digitalradio 5V max. 500 mA. 
Mit dem fummeligen USB-Adaptetrgerödel.
Zwei Zustände: Einmal Laden. - Strom variiert je nach Ladezustand der 
Akkus. (Hier NiCds).
Entladen. Man sieht's im Bild.
Schönen Abend noch...
ciao
gustav

[Jan S. (Firma: Eigenbau) (vox_equus)]

Karl B. schrieb:
> Zwei Zustände: Einmal Laden. - Strom variiert je nach Ladezustand der
> Akkus. (Hier NiCds).
> Entladen. Man sieht's im Bild.
> Schönen Abend noch...
> ciao
> gustav

Danke, es funzt also.-  Das erste Mal, dass ich eine serienmässig 
gebaute Schaltung mit einem invers betriebenen Transistor sehe. Ob es 
für die Akkus gesund ist, ist eine andere Frage.
Gruss Jan

[Karl B. (gustav)]

Erstmal umzeichnen.
Kam gestern abend nicht mehr dazu.
Dann: nur bei 5V getestet
ca. 150 mA Gesamtstromaufnahme
Zum Aufbau:
Der Strom wurde am Trennpunkt beider Batteriehalter unten gemessen.
Also das DVM rechts war zwischen beide NiCds geschaltet.
Und der eine Batteriehalter ließ sich auch mit den üblichen Tricks,
Reaktivator - Löthonig einfach nicht mehr löten und ist mir 
weggeschmolzen.
Voll verfumfeit. Und der andere ist etwas zu groß für die AA (R6). Ging 
nur mit den "Matrioschkas".

Man könnte jetzt überlegen, was im Transistor passiert.
Der Strompfad für den bzw. die Akkus geht ja über Diode D1 (-zum Schutz 
vor Reversstrom ins Netzteil wohl gedacht-) über R1 und die E-C-Strecke, 
bzw. B-C-Strecke. So lange die Specs. des Transistors nicht 
überschritten werden, könnte das klappen. Und R2? Welche Funktion?
Knobelaufgabe.
ciao
gustav

[Jens G. (jensig)]

Karl B. schrieb:
> Und der eine Batteriehalter ließ sich auch mit den üblichen Tricks,
> Reaktivator - Löthonig einfach nicht mehr löten und ist mir
> weggeschmolzen.

Die sind meistens vernickelt, was sich schon so von Natur aus, aber erst 
recht wegen der Oxidschicht schlecht löten läßt. Mit Glasfaserpinsel 
vorher "entoxidieren" hätte hier geholfen ...

[Jens G. (jensig)]

Karl B. schrieb:
> Und R2? Welche Funktion?
> Knobelaufgabe.

Damit der Q1 nicht schon bei Ue=Ubat+Ue=3V anfängt, Strom zu liefern, 
sondern erst ab vielleicht knapp 4V (und mit D1 ab 4,5V).
Vielleicht will man, das nur bei weitgehend voll aufgebauter 5V-Spannung 
das Laden erst beginnt.
Ansonsten ist mir trotzdem nicht klar, was der Sinn des Invers-Betriebs 
sein soll, außer dass der Q1 dadurch eine deutlich niedrigere 
Verstärkung hat, und somit der Stromeinsatz weicher wird. Diese 
Weichheit könnte man aber auch mit einem Rc erreichen, und nicht 
inversem Q1, oder hochohmigerem Basisspannungsteiler.

[Karl B. (gustav)]

Jens G. schrieb:
> Die sind meistens vernickelt

OT:
Die angenieteten Lötfahnen wohl auch. Nichts zu machen. Hab's bei den 
anderen mit Schmirgelpapier versucht. Dann kann ich mich erinnern, dass 
spezielle Flussmittel gibt. Für Aluminium z.B. Aludeen. Hab ich aber 
gerade nicht. Vielleicht hätte es damit geklappt. Aber das war ja nicht 
das einzige Problem. Mit der höheren Löttemperatur (RoHS-pflichtiges 
Zinn) kommen die Anschlüsse erst recht nicht klar. Das Plastk schmilzt 
wie Eis in der Sonne.
Gibt aber wohl mittlerweile bessere Batteriehalter.
Bei den verwendeten waren teilweise noch Drähte dran, da konnte ich die 
anderen anlöten
/OT

ciao
gustav

[Carypt C. (carypt)]

Für Aluminium ist wohl 10% Zink mit im Lot, oder ein Zinklot.

Nebenbei, der inverse Betrieb kann bei geeignetem Transistor und 
Überspannung für Oszillatioren ähnlich einer Tunneldiode genutzt werden.

Wie die Schaltung funktioniert, raffe ich natürlich nicht. Nachsimuliert 
habe ich sie im falstad-simulator.

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=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

[H. H. (hhinz)]

Carypt C. schrieb:
[lauter Unsinn]

Einfach die Finger still halten!

[Michael B. (laberkopp)]

Carypt C. schrieb:
> Nachsimuliert habe ich sie im falstad-simulator.

Na ob der Inversbetrieb von Transistoren kennt ?

[Carypt C. (carypt)]

Hier ist etwas zum inversbetrieb : 
http://www.elektronik-labor.de/Notizen/NPNkipp.html

Vielleicht kann der negative Widerstand eine Hysterese, einen 
Schmitt-trigger im Ladevorgang ermöglichen.

Den Falstads wird wohl nicht verborgen geblieben sein, daß ein 
Transistor in alle Richtungen leitet.