Transistor-Schaltung zum schalten von 2 A

Da würde ich einen MOSFET nehmen.

ich würde das ganze gerne ohne Relais machen. Nur der Transistor.

Hätte jemand nen Schaltplan oder wie berechne ich das ganze welche 
Widerstände wohin müssen? Das wäre das größte Problem derzeit.

Merce

> Ich habe bis jetzt nur Transistor-Schaltungen gefunden, die eine
Spannungs- oder Stromverstärkung durchführen. Sowas brauch ich
eigentlich nicht. Die Versorgungsspannung liefert 5 V und kann auch
locker einige Ampere liefern. Ich kanns nur eben nicht direkt über den
ATmega machen, weil der ja sonst abraucht.

Schön, schön, ist das dein Ernst? Wie bitte willst du 2A schalten, wenn 
der Transistor keine Stromverstärkung macht?
Dein Prozessor liefert- nur mal angenommen- an den Ausgängen 10mA, dann 
muss der Transistor eine Verstärkung von >200 haben, oder ist das 
falsch?
Da hilft dir auch keine noch so potente Stromversorgung.

Alle genannten MOSFET Typen können direkt 2A schalten. Die verbleibende 
Spannung U(ds) ist dabei etwa 0,1-0,2 V, also vertretbar. Du brauchst 
kein Relais.

kann ich des dann direkt ohne jegliche Widerstände anschließen?

@Bensch: ich dachte dass der Transistor als Schalter dient. Wenn er 
durchschaltet, fließen die 2 Ampere von Spannung über die Last und 
Drain-Source nach GND.
Oder ist da meine Sicht zu einfach?

@D. G-s
stimmt ich brauch noch die 10k, aber das wars im Prinzip was ich wissen 
wollte. Vielen Dank

Ja, wo brauchst du noch einen Widerstand? Bis auf den zwischen G-S, der 
u.A. als Schutz dient.

Wenn du induktive Lasten schaltest, die Freilaufdiode UNBEDINGT nicht 
vergessen!

ich überleg grad.

Die Last ist eigentlich nur ein Draht der durchgeschmolzen werden soll. 
Tests haben gezeigt, dass das bei ca. 1,5 A passiert.

Durch den Draht hab ich aber dann doch nen Kurzschluss drin? Da weiss 
ich nicht wie ich es schaffe den Strom unter 2 A zu halten und trotzdem 
dem Draht die 5 V zu liefern?!?!?

Das ist was anderes.
In diesem Fall wäre eine J-FET Konstantstromquelle möglich. Hört sich 
wild an, ist es aber nicht.

is das dann irgendwie ein und ausschaltbar?

habs grad gesehen: J-FET bis 2 A.... schwierig

also doch N-Kanal-FET, Dauer liegt derzeit bei wenigen Sekunden. Es wäre 
nur sehr wichtig, dass die 2 A (respektive weniger, falls die weiteren 
Tests zeigen, dass der Draht auch schon bei 0,5 - 1 A durchbrennt) 
keinesfalls überschritten werden.

Dann geht es bipolar auf jeden Fall. Möglichweise brauchst du aber eine 
Zwischenstufe.

@Falk Brunner

aber der Spannungswandler hält nicht mehr als 2 A aus. Bzw. die Vorgabe 
ist, dass es nicht mehr als 2 A ziehen darf.

gibts denn Konstantstromquellen die 2 A abkönnen?

nur welche mit schaltregler oder?

linearregler?

braucht man denn bei 5 sekunden nen kühlkörper?

du kannst ja einen transistor gezieht in die sättigung zwingen, dass er 
nux max. 2 A liefert. Du musst dann den Basisstrom halt festlegen, am 
besten mit Ausprobieren, da das zu Berechnen nur so ca. geht. Ist 
natürlich nicht sehr genau weil Vce schwanken wird, aber ist einfach.

Der Vorteil bei Martin's pragmatischer Lösung ist, dass man die 
Schaltung so dimensionieren kann, dass T immer in Sättigung geht, und 
somit keine wesentliche Verlustleistung am Transistor entsteht. Eine 
Stromquellenschaltung mit bipolarem Transistor würde bei Sättigung nicht 
mehr funktionieren (wie ich hier kürzlich schmerzhaft gesehen habe) und 
dissipiert jedenfalls wesentlich mehr Watts.

Man kann zB eine Emitterschaltung nehmen, bei welcher der zu schmelzende 
Draht in Serie zu einem, sagen wir mal 2.2 Ohm Widerstand liegt. Der 
maximale Strom ist dann

Ic(max) = 5V/2 Ohm = 2.5A


Der Basisstrom zum Durchschalten ist dann Daumen mal Pi

Ib = 2.5A / B  mal einem Sicherheitsfaktor 2 für die Sättigung.

Falls das zuviel ist, kann man eine Zwischenstufe oder einen Darlington 
nehmen. Natürlich ist das nicht genau, aber hinreichend für den Zweck, 
mit dem Vorteil einer kleinen Leistung am Schalter.

Die maximale Leistung fällt hier am 2.2 Ohm Widerstand (etwa 5W) ab, den 
man aber unproblematischer kühlen kann als einen IC oder einen 
Transistor(denke ich mal). Er könnte auch ausserhalb der Platine 
fliegend angebracht sein. Problem ist das sicher keines.

Auch während des Durchschmelzens ist T immer in Sättigung, da ja Rc(ges) 
nie unter 2.2 Ohm gehen kann.

Müsste doch funktionieren, oder ?

@ schnudl (Gast)


>Das wage ich zu bezeifeln. WENN es eine Konstantsromquelle ist, und sich
>der Lastwiderstand signifikant ändert, dann MUSS über dem Transistor
>nennenswert Spannung und damit Leistung abfallen.

ich sagte ja, eben keine Konstantstromquelle, sondern eben einen 
Transistor, der in Sättigung geht.

>Man kann zB eine Emitterschaltung nehmen, bei welcher der zu schmelzende
>Draht in Serie zu einem, sagen wir mal 2.2 Ohm Widerstand liegt. Der
>maximale Strom ist dann


>Dann bleibt aber 0V für Transistorsättigung und Draht. Da wird das
>Schmelzen lange dauern.

R(draht) habe ich als klein angenommen (ca. 0.1-1 Ohm). Ist dies nicht 
der Fall, so wird es nur einfacher, die Sättigung durch Auswahl eines 
geeigneten Basisstroms zu erzwingen. Der Vorwiderstand dient nur zur 
Begrenzung des maximal möglichen Stroms damit T immer in Sättigung ist.

>Naja, ob nun einige Watt am Schalter oder Vorwiderstand abfallen ist
>ziemlich egal. Und hat hier den Nachteil, dass der Strom nicht geregelt
>werden kann bzw. sehr schlecht geregelt werden kann, was dem gewollten
>Durchbrennen nicht zu gute kommt.

Das stimmt, aber bei geeigneter Dimensionierung des Basisstroms ist Ic 
trotzdem relativ genau einstellbar. Der Strom kann, für den Fall dass 
der Draht einen Kurzschluss produziert nie grösser werden, als der 
Vorwiderstand gestattet. Und wenn R(draht) durch das Schmelzen grösser 
wird, bleibt T erst Recht in der Sättigung.

>Irrtum. An die meisten Transistoren kann man einen Kühlkörper schrauben.

stimmt, zwar, aber...

...

Es gibt Lastwiderstände, die zB. gar nicht gekühlt werden müssen (ich 
hatte sowas in einem Labor jahrelang in Verwendung).

>Nicht wirklich gut. Eine Konstantstromquelle mit Transistor ist hier
>das Mittel der Wahl.

Ich sehe jetzt nicht, warum es nicht funktionieren sollte, bis auf die 
Tatsache, dass es eben nicht "schön" ist.

Michael

zu der Variante für Arme (einfacher Transistorschalter):

Sie hat den gravierenden Schwachpunkt, dass der maximal mögliche Strom 
nicht kontrollierbar wäre und auch von der Exemplarstreuung der 
Stromverstärkung abhängt. Falls ein gewisser Maximalstrom aus der Quelle 
auch im Kurzschlussfall der Last nicht überschritten werden darf (ich 
glaube das ist hier der Fall) wäre diese Lösung "Murx". Ich bin nun 
bekehrt und schliesse mich @falk's Stromquellenlösung an an. Es ist die 
einzig saubere Variante, bei der es ohne Wenn und Aber auch im 
Schlechtfall funktioniert -

Grüße
Michael

ÄÄÄähm nur so zur info
Ich hatte schon BKA Hausbesuch wegen solchen Applikationen.
Wollte ich nur mal anmerken :)

Aber mal ne andere Frage warum nimmst du zur Versorgung deines Zünders 
nicht einfach die Spannung vor deinem 2A - 5VSpannungsregler und 
schaltest mit nem BUZ21 einfach deine Masse durch der hat im 
eingeschalteten Zustand einen Widerstand im milliohm Bereich.
da wäre der Stromfluss vollkommen egal :)(relativ egal wirst ja unter 
21A bleiben :))

> Ausserdem denke ich, daß eine solche Maßnahme ausserhalb
> jedes Verhältnisses stehen würde.

Das ist dem derzeitigen Anwärter-Polizeistaat BRD pieps-egal.

Wie wäre es denn mit einem BTS 611 L1 ???

Das ist so ein Logic-level FET mit Treiber.
In dem Datasheet steht auf der ersten Seite Ub= 5V.


Product Summary
Overvoltage protection Vbb(AZ) 43 V
Operating voltage Vbb(on) 5.0 ... 34 V
channels: each
both
parallel
On-state resistance RON 200 100 mW
Load current (ISO) ,/,62 2.3 4.4 A
Current limitation ,/6&U 4 4 A

Der Schaltkontkt hat (fast) keine Verlustleitung, wenn du ein geeignetes 
Relais auswählst. Nur musst du es ansteuern, und das werden 
wahrscheinlich 10-50mA sein. Kühlen brauchst du bei dieser Lösung 
nichts, aber wie möchtest du denn dabei eine Strombegrenzung erreichen?

Ich nehme ja an, dass wenn du die Versorgung mit dem Draht 
kurzschliesst, mehr als 2A gezogen werden - oder ?

Wie gross ist denn etwa der Kaltwiderstand des Drahtes? Du hast das 
bisher vorenthalten. Wenn der Widerstand viel kleiner als 1 Ohm ist (was 
ich annehme), dann brauchst du nur einen 3,3 Ohm in Serie schalten und 
das wars.

Es geht auch nicht hervor, ob dein Schaltungsdesign TÜV-Zertifizierbar 
sein soll oder nicht: Für eine 1x-Aktion (zB Feuerwerkskörper 
abschiessen) würde ich eine robuste, aber keine zu komplizierte Lösung 
bauen. Für etwas "Solides" schaut das aber anders aus. Was sind deine 
Randbedingungen? Könnte ja sein, dass du das für jemanden baust, und du 
dann Produkthaftungen hast, etc, etc...

Abgesehen davon, dass sowas immer gefährlich ist: Ein ehemaliger 
Schulkollege hat eine Hand bei ganz ähnlichen Spielereien verloren. Will 
jetzt aber nicht oberlehrerhaft sein...