Bekomme Transistor nicht zum durchschalten

Gast #864513
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Hallo, ich habe folgende schaltung als Test aufgebaut. Mit Bat2 
simuliere ich eine ansteuerung vom AVR zwischen 0-5V. Der BD681 sollte 
bei 5V voll durchschalten, was er aber nicht macht. Zwischen emiter und 
masse komme ich auf max 5V. Woran könnte das liegen ???
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Gast #864521
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Hallo Hubert,

wenn Du tatsächlich 6 Akkuzellen in der Emitterleitung hast, kann der 
Transistor nicht durchschalten, da es auf die Spannung zwischen Basis 
und Emitter ankommt.

Mit 5V-Ansteuerung des Transistors wird die Schaltung nicht 
funktionieren. Du brauchst mindestens 2V mehr als die maximale 
Akkuspannung (also bis zu ca. 11 V) damit der Transistor überhaupt 
leitet.

Ciao, Yagan
#864754
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Hubert wrote:
> Währe die neue Schaltung besser geeignet ?
Besser wofür? Auf die Weise ist der BD681 immer irgendwie mehr oder 
weniger durchgeschaltet. Wenn der BC547 sperrt, dann gibt es über den 
1k-Widerstand entsprechend Basisstrom, wenn der BC547 leitet, hast Du 
einen Basisspannungsteiler aus dem 1k- und dem 560 Ohm-Widerstand und 
dementsprechend wahrscheinlich ein Problem...

"Wäre" schreibt man übrigens ohne "h"...
Gast #864766
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Hallo Hubert,

du schriebst:

Hallo, ich habe folgende schaltung als Test aufgebaut. Mit Bat2
simuliere ich eine ansteuerung vom AVR zwischen 0-5V. Der BD681 sollte
bei 5V voll durchschalten, was er aber nicht macht. Zwischen emiter und
masse komme ich auf max 5V. Woran könnte das liegen ???

"auf max 5V"

Du solltest erstmal sagen ob du am E vielleicht 12 V erwartest.
Deine Schaltung kann nicht mehr als 5V (abzüglich der beiden EB-Strecken 
im Transistor [bei Last]) bringen.
Weisst du auch warum?


Kurt
Gast #864953
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"Das weiss ich leider nicht"

Das lässt sich ändern.

Versuch erstmal den Transistor zu verstehen, dann wirds klar.

Vielleicht das als kleine Stütze:
Der E folgt immer der Basisspannung jedoch mit einem Abfall von 0,7V

Wenn du an der Basis 1V anlegst dann sind am Emitter 0,3V
(Bezug der Messungen ist der Minuspol deiner Schaltung).

Anders ausgedrückt: am E kommen immer 0,7V wehniger raus als an der 
Basis anliegen.


Somit können am E nicht mehr als 4,3 V anstehen wenn du 5V an die Basis 
gibst.

(hier ist ein anderer als der von die verwendete Transistor 
zugrundegelegt, deiner hat zwei Transistoren drin, ist also ein 
Darlington.
Das bedeutet das du zwei BE-Schwellen hast, also nur noch 3,6V am E 
rauskommen wenn du 5V an B anlegst.)


Kurt
Gast #865018
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>Ich versuche lediglich einen Transistor
>so mit 0-5V anzusteuern, das ich einen Ladestrom von 0-1A regeln kann.
Das deckt sich aber nicht mit deinem Wunsch (welche Schaltung auch immer 
verwendet wird), dass der Transistor "voll durchschaltet".
Würde er das tun, dann wäre dein Ladestrom (12V-1.2V)/2.5 Ohm, also etwa 
4 Ampere.
Willst du wirklich 0...5V auf 0...1A abbilden, dann würde ich noch einen 
Operationsverstärker vorschalten, am Widerstand R2 den Strom fühlen und 
den Akku zwischen 12V und den Kollektor des T1 setzen. R2 mit 1 Ohm 
wählen und damit den Strom mit dem OPA messen. Stichwort: 
Konstantstromquelle.
Gast #865024
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Hallo zusammen,
eigenltich kann alles so bleiben, wie es in der ersten Schaltung ist.
Nur der Akku muss in den Kollektor.


       .-----------------------------.
       |                             |
       |                            ---  AKKU
       |                             -
       |                             |
       |        .-------.            |
       |        |       |            |
       |        |       |            |
       |        |      .-.1K       |/
       |        |      | |<--------|  Darlington NPN
       |        |      | |         |>
       |        |      '-'           |
       |12V     | 5V    |            |
      ---      ---      |            |
       -        -       |           .-.
       |        |       |           | | 0.1R
       |        |       |           | |
       |        |       |           '-'
       |        |       |            |
       '--------o-------o------------'
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Der Ladestrom ist dann 10x höher, wie die Spannung am 0.1R Widerstand.

Das funktioniert prinzipiell, allerdings ist eine hohe 
Temperaturabhängigkeit zu erwarten!
Besser, Du misst die Spannung über dem 0.1R und regelst nach.

Gruß
Axelr.
Gast #865229
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I=Ue/R3
Wahrscheinlich nicht. Was meinst du mit Ue (gibts in dem Bild nicht)?
Imax = V2 * R2/(R2+R3)/R1.

Ich habe R1 = 1 Ohm verwendet und die Steuerspannung mit R3 und R2 auf 
max. 1V geteilt. Somit spare ich Verlustleistung am Widerstand R1. (1 
Ohm, 1A -> 1W).
Durch das Poti kann man 0V .. 1V am Eingang des OPA einstellen, das gibt 
0V ... 1V am R1 und das wiederum ergibt 0A ... 1A durch den Widerstand 
und damit auch durch den Transistor und Akku.

Alternativ kannst du den +Eingang des OPA auch zwischen R2 und R3 
anschließen und erhältst bei 0 .. 5V für V2 den Strom 0A .. 1A durch R1.

Es gibt immer viele Möglichkeiten.
Du kannst R3 kurzschließen, R1 zu 5 Ohm wählen und hast wieder 0 .. 1A.
Dein R1 muss dann aber 5W abkönnen.

>Bei schwankungen regelt der OPV selber nach, ist das
>richtig ?
Ja.
Der OPA hält die Spannung am R1 auf den Wert, der an seinem +Eingang 
anliegt. Da können auch die 12V mal schwanken. Verändert sich durch die 
Wärme der R1 allerdings, gibt das eine Stromänderung, die nicht 
ausgeglichen wird.
Gast #865470
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Das hängt vom OPA ab. Ich weiß jetzt nicht, welchen du genommen hast.
Der Ausgang sollte noch auf ca. 3-4V kommen können (mit 
Darlington-Transistor) und meistens ist da etwas Abstand zur 
Versorgungsspannung (>2V) notwendig. Es würde also mit 6V gerade noch 
reichen - zumindest mit dem LM324/358. Zur Not den OPA-Ausgang mit einem 
Pull-Up etwas stützen.
Gast #865575
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>Laut Multisim geht es nicht
Ausprobieren. Du hast doch die Schaltung. Nimm ein Netzgerät und drehe 
die Spannung soweit runter, bis es nicht mehr geht. Oder machst du eine 
Serienfertigung für militärischen Temperaturbereich?

>Warum geht das nicht mehr richtig, wenn ich den Akku in den Emitter
>setze ? Währe für den Entladeteil einfacher.
Weil die Spannung am Emitter auf die eingestellte Spannung am OPA 
geregelt wird. Der Akku dazwischen bringt alles durcheinander.
Das wäre auch anders gegangen, nur hätte man dann für die Regelung einen 
anderen Bezug wählen müssen.

Jetzt habe ich mit Mühe dir dazu verholfen, dass du den Akku wie 
gewünscht laden kannst, jetzt willst du ihn entladen! ;-)

Entlade ihn doch nach dem Pluspol. Die einfachste Entladeschaltung für 
eine Zelle ist eine Diode und ein 0,5 Ohm-Widerstand in Reihe. Dies 
könntest du mit einem Transistor einfach zu- bzw. abschalten.

Man könnte jetzt aber noch beliebig, Schritt für Schritt, erweitern:
- Lademenge messen
- Ladestrom nach automatischer Erfassung der Akkudicke einstellen
- Ladestrom mit PWM verändern
- Entladestrom einstellbar
- Entlademenge messen
- Entladeschlußspannung messen
- Delta-U über AD-Wandler feststellen
usw. ;-)

Dann muss u.U. jedes Mal das bisherige Konzept über den Haufen geworfen 
werden. Das Stichwort ist hier: Plichtenheft - von Anfang an.
Gast #865611
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Kevin K. wrote:
> kann mal jemand meinen oben geposteten vorschlag simulieren, ich bin mir
> recht sicher, dass dieser abgesehen von einem linearem verhalten
> funktionieren sollte. aber da kann man ja evtl. mit einer zenerdiode und
> einem widerstand abhilfe schaffen

Setz mal einen Link auf deinen Vorschlag, finde ihn grad nicht.

Axelr.
Gast #865658
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Hallo,

also ich würde den 2, Schaltungsvorschlag, den der Fragensteller Hubert 
nachgeliefert hat (s. Anhang), verwenden. Allerdings muß R5 für eine 
korrekte Funktion weggelassen, bzw. kurzgeschlossen werden.

Funktion der Schaltung:

- Wenn das Poti P1 0 V liefert, ist T2 voll gesperrt und deshalb T1 voll 
aufgesteuert und liefert seinen Maximalstrom, den man allerdings durch 
ein größeres R2 auf den zulässigen Maximalstrom der Akkuzelle begrenzen 
sollte.

- Wenn das Poti P1 5 V liefert, ist T1 voll aufgesteuert und T2 damit 
voll gesperrt. Es fließt kein Ladestrom.

Vorteil der Schaltung:

- Wegen des Positiven Temperaturkoeffizienten von T2 tendiert der Strom 
dazu anzusteigen, wenn sich T2 erwärmt. Der Widerstand R2 fungiert 
gleichzeitig auch als gegenkopplungswiderstand und reduziert die 
BE-Spannung des Transistors, wodurch der Ladestrom (mehr oder weniger) 
konstant gehalten wird.

- Wenn die Spannung der Akkuzelle mit zunehmender Ladung ansteigt, wird 
ebenfalls die BE-Spannung von T2 reduziert, was den Ladestrom 
zurückfahren würde - ein durchaus nützlicher Effekt.

- Wenn gewünscht, kann man die 12 V Versorgungsspannung bei 
gleichzeitiger Anpassung von R2 drastisch reduzieren, was die 
Verlustleistung in T2 erheblich reduzieren würde.

Grüße
Angehängte Dateien:
Gast #865674
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@Hubert,

Du hast in Deinen Posts nichts geschrieben, ob Du eine 
Konstantspannungs-, oder Konstantstromladung willst. Du hast diese 
Schaltung als zweiten Vorschlag geliefert, weil Du wolltest, daß T2 den 
vollen Strom und auch eine höhere Spannung als 5 V an der Akkuzelle 
liefert. Ich habe Dir beschrieben, wie man sie funktionsfähig macht und 
wie sie dann arbeiten würde. Nichts mehr und nichts weniger. Die 
richtigen Schlüsse daraus ziehen müsst Du schon selbst.

Grüße
Persönliche Seite #865700
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Axel Rühl wrote:
> Kevin K. wrote:
>> kann mal jemand meinen oben geposteten vorschlag simulieren, ich bin mir
>> recht sicher, dass dieser abgesehen von einem linearem verhalten
>> funktionieren sollte. aber da kann man ja evtl. mit einer zenerdiode und
>> einem widerstand abhilfe schaffen
>
> Setz mal einen Link auf deinen Vorschlag, finde ihn grad nicht.
>
> Axelr.

oh, sorry, war da scheinbar nicht angemeldet: 
Beitrag "Re: Bekomme Transistor nicht zum durchschalten"
Gast #866042
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@HildeK, es soll, wenn es mal fertig ist, tatsächlich ein 
AVR-gesteuertes Ladegerät werden. Laden möchte ich AA Akkus mit einem 
konstanten Strom, den ich wie in der Ladeschaltung bis max 1A einstellen 
kann. Die 5V Batterie wird durch ein geglättetes PWR-Signal ersetzt. Den 
Trimmer stelle ich dabei so ein, das bei 5V-PWM die besagten 1V an den 
OPV gelangen. Die Ladespannung am Akku wird ständig überwacht, um bei´m 
Delta-Peak auf Erhaltungsladung mit 50mA umzu schalten. Es soll auch 
eine Option geben, um den Akku vorher zu entladen, und dabei die 
Kapazität zu errechnen. Wenn nun der Akku hinter dem Emitter wäre, 
könnte ich mit einem zweiten Transistor über den vorhandenen 1ohm Wdst 
gegen Masse entladen.
Gast #866317
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@ schudi (Gast)
Doch, Hubert hat ja am 12.05.2008 20:43 schon berichtet, dass er meinen 
Vorschlag mit einstellbarem Konstantstrom zum Funktionieren gebracht 
hat. Er hatte anfangs einen nicht ganz richtigen Ansatz, deshalb möchte 
ich mal zusammenfasse, wie ich es verstanden habe (Hubert sollte 
bestätigen oder dementieren):

- Laden einzelliger Akkus mit einstellbarem Konstantstrom zwischen 0 und 
1A
- die Einstellung des Strom soll über eine AVR PWM erfolgen, die 5V als 
Steuerspannung sollen den High-Pegel eines AVRs darstellen. Eine PWM 
wird hier später zwischen 0 und 5V Spannung anliefern.
- die Akkuspannung messen (mit dem AVR?) um Delta-Peak-Abschaltung 
vorzunehmen
- eine Entladeschaltung, um den Akku zu leeren
- ev. Entladestrom messen, um die Kapazität zu bestimmen
- die Ladeschaltung mit (ungeregelten) 12V oder weniger zu versorgen
- Entladestrom ev. auch über PWM einstellen? (Ist bisher noch nicht 
genannt worden ...)

Aus diesen Gründen wäre es nützlich, wenn der Akku nicht auf der 
Kollektorseite des Leistungstransistors säße (war ja auch mein 
Vorschlag).
Vermutlich gibt es bereits etliche Vorschläge zur Akkuladung und 
Entladung in den Weiten des Netzes - ich habe nicht weiter gesucht 
(Hubert, hast du schon ausreichend gesucht?), sondern nochmals eine neue 
Idee im Anhang skizziert. Allerdings: weder schon mal aufgebaut, noch 
simuliert.

Der Akku hängt zwar nicht einseitig an Masse, aber er ist mit seinen 
beiden Polen soweit unten, dass ein mit 5V betriebene AD-Wandler kein 
Problem hat. Die Akkuspannung muss aus einer Differenz bestimmt werden, 
falls nur gegen GND gemessen werden kann. Oder: den Ladestrom zum Messen 
ausschalten - der 1-Ohm-Widerstand ist halt dann noch zusätzlich im 
Messzweig.
Der Meßwiderstand sollte an Masse hängen, weil der AVR seine Signale 
auch darauf bezieht und so die Einstellung linear zur PWM ist.
Die Entladeschaltung ist ebenfalls angedeutet, die zusätzliche Si-Diode 
verhindert ein Tiefentladen. Der Entladestrom wäre so maximal bei 700mA.


Muss der Akku unbedingt an Masse hängen, geht das zwar auch. Aber dann 
wirds schon deutlich aufwendiger.
Angehängte Dateien:
Gast #866406
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Mir ist doch noch was eingefallen:
- wie genau ist dein Widerstand? Messe mal da die Spannung (oder am 
-Eingang des OPA) bei vollem Strom. Wird der R warm und verändert sich 
dadurch?
- wie groß ist die Spannung am +Eingang des OPA. Erreichst du 1V?
- Schwingt irgendwas? Ev. einige hundert Ohm in die Basis des 
Transistors legen. Hast du ein Skope zur Verfügung?

Wie gesagt, ich müsste jetzt mal messen können ...
Gast #867379
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>Wenn ich von 12V auf 15V erhöhe, passt die regelung im oberen bereich
>wider.
Das hat halt den Nachteil, dass du ne ganze Menge am Transistor 
verheizen musst. Ev. den OPA mit einer höheren Spannung versorgen, den 
Leistungstransistor aber so knapp wie möglich.
Trotzdem ein seltsames Verhalten. Sieht so aus, als ob der OPA nicht 
genügend Strom liefern kann. Bei einer Darlington-Schaltung kann das 
aber nicht sein.
Probier mal einen PullUp von 500...1000 Ohm am OPA-Ausgang nach +12V.
Vielleicht kannst du auch mal alles aufzeichnen - mit Dimensionierung!
Gast #871573
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So müsste es schon hinkommen.

Was sein muss sind Begrenzerwiderstände in den Kollektoren von T2 und 
T4.
30 ... 100 Ohm sollten da ausreichen.

Zu bedenken ist noch das am R9 sowohl der Entladestrom als auch der 
Steuerstrom des T3 rübergehen.

Es wäre vielleicht sinnvoll hier FETS zu verwenden (Matt), diese 
haben/brauchen keinen Steuerstrom.

Den Steuerstrom durch T3 kannst du als Spannung am R3 erkennen 
(voraussetzung ist das T1 sperrt).

Der max Entladestrom hängt vom Spannungsabfall am R9, der Restspannung 
vom T3 und der Spannung des Accus ab.
Sobald einer der dreien an seine -Grenze- kommt ist der Ladestrom nicht 
mehr erhöhbar.

Falls der Entladestrom zu gering ist hilft nur ein niedrigerer R9.
Es sind ja keine 5 V vorhanden um z.B. 5 A durchzukriegen.



Kurt
#872935
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Gast wrote:
> So 500mA sollten schon dabei rumkommen...........

Habs erst jetzt gemerkt/geschnallt das der Beitrag verschoben wurde.

Also bei 1/2 A  hast du ja nur 1/2 V Spannungsabfall am R
Das dürfte vielleicht noch machbar sein.

Welcher FET da gut ist, naja ich weiss es nicht, aber ein FET ist 
vielleicht grundsätzlich von Vorteil.
Er stellt den -klareren- Widerstand dar.
Er sollte schon bei rel. kleiner Steuerspannung angehen damit du nicht
zu sehr an die 12V ran musst.


Kurt
Gast #874859
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So, ich habe mal umgebaut.Läuft soweit ganz gut, laden bis max 1.2A 
entladen bis max 650mA. Jetzt habe ich ein neues problem, und zwar mit 
dem messen der Akku spannung mit dem AVR. Ich wollte die interne 
referenzspannung nehmen, um die genauigkeit zu erhöhen zur delta peak 
erkennung. Da ich aber immer den Spannungsabfall an den 1 ohm Wdst. mit 
messe, komme ich im maximalfall auf etwas über 3V. Sollte man das über 
einen Spannungsteiler regeln ?
Angehängte Dateien:
#874890
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Spannungsteiler wäre naheliegend.

Du kannst allerdings auch VCC als Referenz verwenden, wenn die 
Genauigkeit davon ausreicht. Wenn dem nicht so ist: So arg genau ist die 
interne Referenz ja auch nicht (schau mal ins Datasheet rein). Sie ist 
zwar recht stabil über Temperatur und Versorgungsspannung, aber die 
Herstellungstoleranz ist erheblich.

Und du kannst eine externe Referenz an AREF hängen.

Und du kannst den Differenz-Modus vom AVR verwenden, wenn das 
betreffende Modell einen hat.
#879241
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Gast wrote:
> Ich wollte das ganze in Bascom programmieren. Wie Stelle ich das da ein
> ?

Da hilft nur ein gutes Buch oder Onlinebeschreibungen.
Allein auf Hinweise zu setzen ist nicht gut.
Ein Ziel hast du dir ja schon gesetzt, der Rest ist -transpiration-.
Ich hab den "Klaus Kühnel", der hilft in solchen Dingen meisst weiter.
Such mal nach AVR und interner/externer Analogreferenz.

Kurt

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